Kubernetes(K8S)入门进阶实战完整教程04k8s的实战入门

本章节将介绍如何在kubernetes集群中部署一个nginx服务，并且能够对其进行访问

Namespace

● Namespace是kubernetes系统中一种非常重要的资源，它的主要作用是用来实现多套系统的资源隔离或者多租户的资源隔离。

● 默认情况下，kubernetes集群中的所有Pod都是可以相互访问的。但是在实际中，可能不想让两个Pod之间进行互相的访问，那么此时就可以将两个Pod划分到不同的Namespace下。kubernetes通过将集群内部的资源分配到不同的Namespace中，可以形成逻辑上的“组”，以方便不同的组的资源进行隔离使用和管理。

● 可以通过kubernetes的授权机制，将不同的Namespace交给不同租户进行管理，这样就实现了多租户的资源隔离。此时还能结合kubernetes的资源配额机制，限定不同租户能占用的资源，例如CPU使用量、内存使用量等等，来实现租户可用资源的管理。



kubernetes在集群启动之后，会默认创建几个namespace。

kubectl get ns

default：所有未指定的Namespace的对象都会被分配在default命名空间。
kube-node-lease：集群节点之间的心跳维护，v1.13开始引入。
kube-public：此命名空间的资源可以被所有人访问（包括未认证用户）。
kube-system：所有由kubernetes系统创建的资源都处于这个命名空间。


2. 下面来看Namespace资源的具体操作
   
   （1）查看所有的Namespace
   
   kubectl get ns
   
   （2）查看指定的ns
   
   kubectl get ns dev
   
   （3）指定输出格式, kubernetes支持的格式有很多，比如常见的wide json yaml
   
   kubectl get ns dev -o yaml
   
   （4）查看命名空间的详情
   
   kubectl describe namespace default

Name: default
Labels: # 标签
Annotations: # 注解
Status: Active # Active:命名空间正在使用中，Terminating:正在删除命名空间
No resource quota. # 针对namespace做的资源限制
No LimitRange resource. # 针对namespace中的每个组件做的资源限制


（5）创建命名空间

kubectl create ns dev

（6）删除命名空间

kubectl delete namespace dev

3. 命令式对象配置

（1）新建ns-dev.yaml

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
name: dev


（2）通过命令式对象配置进行创建和删除namespace

kubectl create -f ns-dev.yaml
kubectl delete -f ns-dev.yaml


Pod

1. pod是kubernetes集群进行管理的最小单元，程序要运行必须部署在容器中，而容器必须存在于pod中，
   
   pod可以认为是容器的封装，一个pod中可以存在一个或多个容器
   
   


2. kubernetes在集群启动以后，集群中的各个组件也是以Pod的方式运行的，可以命令查看
   
   kubectl get pod -n kube-system


3. 创建并运行Pod
   
   kubernetes并没有提供单独的命令去运行pod，都是通过pod控制器来实现的

# 命令格式 kubectl run (pod控制器名称) [参数]
# --image指定pod的镜像
# --port指定端口
# --namespace指定命名空间
kubectl run nginx --image=nginx:1.17.1 --port=80 --namespace=dev


4. 查看pod信息

# 查看pod基本信息
kubectl get pod -n dev
# 查看pod的详细信息
kubectl describe pod pod_name -n dev


5. 访问Pod

# 获取PodIP
kubectl get pod -n dev -o wide
# 访问pod
curl http://10.244.1.4:80


6. 删除指定Pod

# 删除指定pod
kubectl delete pod pod_name -n dev
# 此时，显示删除pod成功，但是我们查看pod发现，又新创建了一个出来
kubectl get pod -n dev
# 这是因为当前pod是由pod控制器创建的，控制器会监控pod的状况，一旦发现Pod死亡，会立即重建
# 此时要想删除pod，必须先删除pod控制器
# 先来查询一下当前namespace下的pod控制器
`kubectl get deploy -n dev`
# 接下来删除此pod控制器
kubectl delete deployment nginx-n dev
# 稍等片刻，在查询Pod，发现Pod被删除了
kubectl get pod -n dev


7. 命令式对象配置操作Pod
   
   创建一个pod-nginx.yaml文件

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx # 注意注意，这里是pod的名字，命令行没办法单独创建一个pod，需要通过pod控制器，但是yaml可以单独创建一个pod
namespace: dev
spec:
containers:
- image: nginx:1.17.1
imagePullPolicy: IfNotPresent
name: pod
ports:
- name: nginx-port
containerPort: 80
protocol: TCP


然后就可以执行对应的创建和删除命令了：

# 创建
kubectl create -f pod-nginx.yml
# 删除
kubectl delete -f pod-nginx.yaml


lable

1. Label是kubernetes的一个重要概念。它的作用就是在资源上添加标识，用来对它们进行区分和选择。

   
   



2. Label的特点：
   
   ○ 一个Label会以key/value键值对的形式附加到各种对象上，如Node、Pod、Service等。
   
   ○ 一个资源对象可以定义任意数量的Label，同一个Label也可以被添加到任意数量的资源对象上去。
   
   ○ Label通常在资源对象定义时确定，当然也可以在对象创建后动态的添加或删除。
   
   可以通过Label实现资源的多纬度分组，以便灵活、方便地进行资源分配、调度、配置和部署等管理工作。

   
   



3. 一些常用的Label标签示例如下：

   
   

● 版本标签：“version”:”release”,”version”:”stable”。。。
● 环境标签：“environment”:”dev”,“environment”:”test”,“environment”:”pro”。。。
● 架构标签：“tier”:”frontend”,”tier”:”backend”。。。


4. 标签定义完毕之后，还要考虑到标签的选择，这就要用到Label Selector，即：
   
   ○ Label用于给某个资源对象定义标识。
   
   ○ Label Selector用于查询和筛选拥有某些标签的资源对象。


5. 当前有两种Label Selector：
   
   ○ 基于等式的Label Selector。
   
   ■ name=slave：选择所有包含Label中的key=“name”并且value=“slave”的对象。
   
   ■ env!=production：选择所有包含Label中的key=“env”并且value!=“production”的对象。
   
   ○ 基于集合的Label Selector。
   
   ■ name in (master,slave)：选择所有包含Label中的key=“name”并且value=“master”或value=“slave”的对象。
   
   ■ name not in (master,slave)：选择所有包含Label中的key=“name”并且value!=“master”和value!=“slave”的对象。


6. 标签的选择条件可以使用多个，此时将多个Label Selector进行组合，使用逗号（,）进行分隔即可。
   
   ○ name=salve,env!=production。
   
   ○ name not in (master,slave),env!=production。


7. 命令方式-label管理

# 为pod资源打标签
kubectl label pod nginx-pod version=1.0 -n dev
# 为pod资源更新标签
kubectl label pod nginx-pod version=2.0 -n dev --overwrite
# 查看标签
kubectl get pod -n dev --show-labels
# 筛选标签
kubectl get pod -n dev -l version=2.0 --show-labels
kubectl get pod -n dev -l version!=2.0 --show-labels
kubectl get pod -l tier=back,version=3.0 -n dev --show-labels
# 集合筛选
kubectl get pod -n dev -l "version in (3.0, 2.0)" --show-labels
# 删除标签
kubectl label pod nginx-pod version- -n dev


8. 命令方式-label配置

• 新建pod-nginx.yaml文件

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx-pod
namespace: dev
labels:
version: "2.0"
env: "test"
spec:
containers:
- image: nginx:1.17.1
imagePullPolicy: IfNotPresent
name: pod
ports:
- name: nginx-port
containerPort: 80
protocol: TCP


• 执行创建和删除命令

kubectl create -f pod-nginx.yaml
kubectl delete -f pod-nginx.yaml


Deployment

1. 在kubernetes中，pod是最小的控制单元，但是kubernetes很少直接控制pod, 一般都是通过pod控制器来完成，pod控制器用来pod的管理，确保pod符合预期的状态，当pod的资源出现故障时，会尝试重启或重新创建pod


2. 在kubernetes中pod控制器的种类有很多，这里主要说一下Deployment
   
   


3. 命令式对象管理deployment控制器

# 命令格式kubectl run deployment名称 [参数]
# --image 指定pod使用的镜像
# --port 指定端口
# --replicas 指定pod的数量
# --namespace 指定命名空间
kubectl run nginx --image=nginx:1.17.1 --port=80 --replicas=3 --namespace=dev
# 查看创建的Pod
kubectl get pod -n dev
# 查看deployment的信息
kubectl get deploy --namespace dev
# UP-TO-DATE成功升级的副本数量
# AVAILABLE可用的副本数量
kubectl get deploy,pod -n dev -o wide
# 查看deployment的详细信息
kubectl describe deploy nginx -n dev
# 删除delpoyment
kubectl delete deployment nginx -n dev


4. 命令式对象配置管理deployment

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx
namespace: dev
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
run: nginx
template: # 下面就是pod模板
metadata:
labels:
run: nginx
spec:
containers:
- image: nginx:1.17.1
name: nginx
ports:
- name: nginx-port
containerPort: 80
protocol: TCP


执行创建和删除命令

kubectl create -f deploy-nginx.yaml
kubectl delete -f deploy-nginx.yaml


Service

1. 通过上节课的学习，我们已经能利用Deployment创建一组Pod来提供高可用的服务了，虽然每个Pod都会分配一个单独的PodIP, 然而却存在如下两个问题

• PodIP会随着pod的重建产生变化


• PodIP仅仅是集群内可见的虚拟ip, 外部无法访问
  
  这样对于访问这个服务带来了难度，因此，kubernetes设置及service来解决这个问题
  
  Service可以看做是一组同类pod对外的访问接口，借助Service,应用可以方便的实现服务发现和负载均衡
  
  

2. 创建集群内部可访问的Service

# 暴露Service
kubectl expose deployment nginx --name=svc-nginx --type=ClusterIP --port=80 --target-port=80 -n dev
# 查看Service
kubectl get service/svc -n dev -o wide
# 这里产生了一个Cluster-IP, 这就是service的IP, 在Service的声明周期里，这个地址是不会变化的。
# 可以通过这个ip, 访问当前Service对应的pod


3. 创建集群外也可以访问的Service

# 上面创建的Service的type类型为ClusterIP, 这个IP地址只能集群内部访问
# 如果需要创建外部也可以访问的Service, 这个type可以改为NodePort
kubectl expose deployment nginx --name=svc-nginx2 --type=NodePort --port=80 --target-port=80 -n dev
# 此时查看，会发现出现了NodePort类型的Service, 而且有一对port(80:32174/TCP)
kubectl get svc -n dev -o wide
# 接下来就可以通过集群外的主机访问节点ip:32174访问服务了
# 例如在电脑主机上通过浏览器访问下面地址
192.168.10.100:32174 # 需要注意的是，此ip地址是主机的ip地址，不是service的ip地址
# 删除Service
kubectl delete service svc-nginx2 -n dev


4. 命令式对象配置-Service
   
   svc-nginx.yaml文件

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: svc-nginx
namespace: dev
spec:
type: ClusterIP # type: ClusterIP写上之后，下面的clusterIP可写可不写，不写的话系统自动分配
clusterIP: 10.96.234.234 # 注意此ip一定要复合初始化集群时--service-cidr=10.96.0.0/12，在该网段下才可以，否则会报错，创建失败
ports:
- port: 8080
protocol: TCP
targetPort: 80
selector:
run: nginx


然后执行对应的创建和删除命令

kubectl create -f svc-nginx.yaml
kubectl delete -f svc-nginx.yaml


小结：至此您已经掌握了，Namespace、Pod、Deployment、Service资源的操作，有了这些操作，您可以在kubernetes集群中实现一个服务的简单部署和访问了，但是如果想要更好的使用kubernetes，就需要深入学习这几种资源的细节和原理。