[k8s] 第三章 k8s 资源管理

灰太狼 2022-09-09 11:53 256阅读 0赞

本章节主要介绍yaml语法和kubernetes的资源管理方式

## 资源管理介绍 ##

在kubernetes中，所有的内容都抽象为资源，用户需要通过操作资源来管理kubernetes。

>  kubernetes的本质上就是一个集群系统，用户可以在集群中部署各种服务，所谓的部署服务，其实就是在kubernetes集群中运行一个个的容器，并将指定的程序跑在容器中。
> 
>  kubernetes的最小管理单元是pod而不是容器，所以只能将容器放在`Pod`中，而kubernetes一般也不会直接管理Pod，而是通过`Pod控制器`来管理Pod的。
> 
>  Pod可以提供服务之后，就要考虑如何访问Pod中服务，kubernetes提供了`Service`资源实现这个功能。
> 
>  当然，如果Pod中程序的数据需要持久化，kubernetes还提供了各种`存储`系统。

![image-20200406225334627][]

> 学习kubernetes的核心，就是学习如何对集群上的`Pod、Pod控制器、Service、存储`等各种资源进行操作

## YAML语言介绍 ##

YAML是一个类似 XML、JSON 的标记性语言。它强调以**数据**为中心，并不是以标识语言为重点。因而YAML本身的定义比较简单，号称"一种人性化的数据格式语言"。

<heima>
    	<age>15</age>
        <address>Beijing</address>
    </heima>

heima:
      age: 15
      address: Beijing

YAML的语法比较简单，主要有下面几个：

*  大小写敏感
 *  使用缩进表示层级关系
 *  缩进不允许使用tab，只允许空格( 低版本限制 )
 *  缩进的空格数不重要，只要相同层级的元素左对齐即可
 *  '\#'表示注释

YAML支持以下几种数据类型：

*  纯量：单个的、不可再分的值
 *  对象：键值对的集合，又称为映射（mapping）/ 哈希（hash） / 字典（dictionary）
 *  数组：一组按次序排列的值，又称为序列（sequence） / 列表（list）

# 纯量, 就是指的一个简单的值，字符串、布尔值、整数、浮点数、Null、时间、日期
    # 1 布尔类型
    c1: true (或者True)
    # 2 整型
    c2: 234
    # 3 浮点型
    c3: 3.14
    # 4 null类型 
    c4: ~  # 使用~表示null
    # 5 日期类型
    c5: 2018-02-17    # 日期必须使用ISO 8601格式，即yyyy-MM-dd
    # 6 时间类型
    c6: 2018-02-17T15:02:31+08:00  # 时间使用ISO 8601格式，时间和日期之间使用T连接，最后使用+代表时区
    # 7 字符串类型
    c7: heima     # 简单写法，直接写值 , 如果字符串中间有特殊字符，必须使用双引号或者单引号包裹 
    c8: line1
        line2     # 字符串过多的情况可以拆成多行，每一行会被转化成一个空格

# 对象
    # 形式一(推荐):
    heima:
      age: 15
      address: Beijing
    # 形式二(了解):
    heima: { age: 15,address: Beijing}

# 数组
    # 形式一(推荐):
    address:
      - 顺义
      - 昌平	
    # 形式二(了解):
    address: [顺义,昌平]

> 小提示：
> 
>  1 书写yaml切记`:` 后面要加一个空格
> 
>  2 如果需要将多段yaml配置放在一个文件中，中间要使用`---`分隔
> 
>  3 下面是一个yaml转json的网站，可以通过它验证yaml是否书写正确
> 
>  https://www.json2yaml.com/convert-yaml-to-json

## 资源管理方式 ##

*  命令式对象管理：直接使用命令去操作kubernetes资源
    
    `kubectl run nginx-pod --image=nginx:1.17.1 --port=80`
 *  命令式对象配置：通过命令配置和配置文件去操作kubernetes资源
    
    `kubectl create/patch -f nginx-pod.yaml`
 *  声明式对象配置：通过apply命令和配置文件去操作kubernetes资源
    
    `kubectl apply -f nginx-pod.yaml`

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>类型</th> 
   <th>操作对象</th> 
   <th>适用环境</th> 
   <th>优点</th> 
   <th>缺点</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>命令式对象管理</td> 
   <td>对象</td> 
   <td>测试</td> 
   <td>简单</td> 
   <td>只能操作活动对象，无法审计、跟踪</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>命令式对象配置</td> 
   <td>文件</td> 
   <td>开发</td> 
   <td>可以审计、跟踪</td> 
   <td>项目大时，配置文件多，操作麻烦</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>声明式对象配置</td> 
   <td>目录</td> 
   <td>开发</td> 
   <td>支持目录操作</td> 
   <td>意外情况下难以调试</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 命令式对象管理 ###

**kubectl命令**

kubectl是kubernetes集群的命令行工具，通过它能够对集群本身进行管理，并能够在集群上进行容器化应用的安装部署。kubectl命令的语法如下：

kubectl [command] [type] [name] [flags]

**comand**：指定要对资源执行的操作，例如create、get、delete

**type**：指定资源类型，比如deployment、pod、service

**name**：指定资源的名称，名称大小写敏感

**flags**：指定额外的可选参数

# 查看所有pod
    kubectl get pod 
    
    # 查看某个pod
    kubectl get pod pod_name
    
    # 查看某个pod,以yaml格式展示结果
    kubectl get pod pod_name -o yaml

**资源类型**

kubernetes中所有的内容都抽象为资源，可以通过下面的命令进行查看:

kubectl api-resources

经常使用的资源有下面这些：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>资源分类</th> 
   <th>资源名称</th> 
   <th>缩写</th> 
   <th>资源作用</th> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>集群级别资源</td> 
   <td>nodes</td> 
   <td>no</td> 
   <td>集群组成部分</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>namespaces</td> 
   <td>ns</td> 
   <td>隔离Pod</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>pod资源</td> 
   <td>pods</td> 
   <td>po</td> 
   <td>装载容器</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>pod资源控制器</td> 
   <td>replicationcontrollers</td> 
   <td>rc</td> 
   <td>控制pod资源</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>replicasets</td> 
   <td>rs</td> 
   <td>控制pod资源</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>deployments</td> 
   <td>deploy</td> 
   <td>控制pod资源</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>daemonsets</td> 
   <td>ds</td> 
   <td>控制pod资源</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>jobs</td> 
   <td></td> 
   <td>控制pod资源</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>cronjobs</td> 
   <td>cj</td> 
   <td>控制pod资源</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>horizontalpodautoscalers</td> 
   <td>hpa</td> 
   <td>控制pod资源</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>statefulsets</td> 
   <td>sts</td> 
   <td>控制pod资源</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>服务发现资源</td> 
   <td>services</td> 
   <td>svc</td> 
   <td>统一pod对外接口</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ingress</td> 
   <td>ing</td> 
   <td>统一pod对外接口</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>存储资源</td> 
   <td>volumeattachments</td> 
   <td></td> 
   <td>存储</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>persistentvolumes</td> 
   <td>pv</td> 
   <td>存储</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>persistentvolumeclaims</td> 
   <td>pvc</td> 
   <td>存储</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>配置资源</td> 
   <td>configmaps</td> 
   <td>cm</td> 
   <td>配置</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>secrets</td> 
   <td></td> 
   <td>配置</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**操作**

kubernetes允许对资源进行多种操作，可以通过–help查看详细的操作命令

kubectl --help

经常使用的操作有下面这些：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>命令分类</th> 
   <th>命令</th> 
   <th>翻译</th> 
   <th>命令作用</th> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>基本命令</td> 
   <td>create</td> 
   <td>创建</td> 
   <td>创建一个资源</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>edit</td> 
   <td>编辑</td> 
   <td>编辑一个资源</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>get</td> 
   <td>获取</td> 
   <td>获取一个资源</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>patch</td> 
   <td>更新</td> 
   <td>更新一个资源</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>delete</td> 
   <td>删除</td> 
   <td>删除一个资源</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>explain</td> 
   <td>解释</td> 
   <td>展示资源文档</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>运行和调试</td> 
   <td>run</td> 
   <td>运行</td> 
   <td>在集群中运行一个指定的镜像</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>expose</td> 
   <td>暴露</td> 
   <td>暴露资源为Service</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>describe</td> 
   <td>描述</td> 
   <td>显示资源内部信息</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>logs</td> 
   <td>日志</td> 
   <td>输出容器在 pod 中的日志</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>attach</td> 
   <td>缠绕</td> 
   <td>进入运行中的容器</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>exec</td> 
   <td>执行</td> 
   <td>执行容器中的一个命令</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>cp</td> 
   <td>复制</td> 
   <td>在Pod内外复制文件</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>rollout</td> 
   <td>首次展示</td> 
   <td>管理资源的发布</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>scale</td> 
   <td>规模</td> 
   <td>扩(缩)容Pod的数量</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>autoscale</td> 
   <td>自动调整</td> 
   <td>自动调整Pod的数量</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>高级命令</td> 
   <td>apply</td> 
   <td>rc</td> 
   <td>通过文件对资源进行配置</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>label</td> 
   <td>标签</td> 
   <td>更新资源上的标签</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>其他命令</td> 
   <td>cluster-info</td> 
   <td>集群信息</td> 
   <td>显示集群信息</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>version</td> 
   <td>版本</td> 
   <td>显示当前Server和Client的版本</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

下面以一个namespace / pod的创建和删除简单演示下命令的使用：

# 创建一个namespace
    [root@master ~]# kubectl create namespace dev
    namespace/dev created
    
    # 获取namespace
    [root@master ~]# kubectl get ns
    NAME              STATUS   AGE
    default           Active   21h
    dev               Active   21s
    kube-node-lease   Active   21h
    kube-public       Active   21h
    kube-system       Active   21h
    
    # 在此namespace下创建并运行一个nginx的Pod
    [root@master ~]# kubectl run pod --image=nginx -n dev
    kubectl run --generator=deployment/apps.v1 is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use kubectl run --generator=run-pod/v1 or kubectl create instead.
    deployment.apps/pod created
    
    # 查看新创建的pod
    [root@master ~]# kubectl get pod -n dev
    NAME                   READY   STATUS    RESTARTS   AGE
    pod-864f9875b9-pcw7x   1/1     Running   0          21s
    
    # 删除指定的pod
    [root@master ~]# kubectl delete pod pod-864f9875b9-pcw7x
    pod "pod-864f9875b9-pcw7x" deleted
    
    # 删除指定的namespace
    [root@master ~]# kubectl delete ns dev
    namespace "dev" deleted

### 命令式对象配置 ###

命令式对象配置就是使用命令配合配置文件一起来操作kubernetes资源。

1） 创建一个nginxpod.yaml，内容如下：

apiVersion: v1
    kind: Namespace
    metadata:
      name: dev
    
    ---
    
    apiVersion: v1
    kind: Pod
    metadata:
      name: nginxpod
      namespace: dev
    spec:
      containers:
      - name: nginx-containers
        image: nginx:1.17.1

2）执行create命令，创建资源：

[root@master ~]# kubectl create -f nginxpod.yaml
    namespace/dev created
    pod/nginxpod created

此时发现创建了两个资源对象，分别是namespace和pod

3）执行get命令，查看资源：

[root@master ~]# kubectl get -f nginxpod.yaml
    NAME            STATUS   AGE
    namespace/dev   Active   18s
    
    NAME            READY   STATUS    RESTARTS   AGE
    pod/nginxpod    1/1     Running   0          17s

这样就显示了两个资源对象的信息

4）执行delete命令，删除资源：

[root@master ~]# kubectl delete -f nginxpod.yaml
    namespace "dev" deleted
    pod "nginxpod" deleted

此时发现两个资源对象被删除了

总结:
    	命令式对象配置的方式操作资源，可以简单的认为：命令  +  yaml配置文件（里面是命令需要的各种参数）

### 声明式对象配置 ###

声明式对象配置跟命令式对象配置很相似，但是它只有一个命令apply。

# 首先执行一次kubectl apply -f yaml文件，发现创建了资源
    [root@master ~]# kubectl apply -f nginxpod.yaml
    namespace/dev created
    pod/nginxpod created
    
    # 再次执行一次kubectl apply -f yaml文件，发现说资源没有变动
    [root@master ~]# kubectl apply -f nginxpod.yaml
    namespace/dev unchanged
    pod/nginxpod unchanged

总结:
        其实声明式对象配置就是使用apply描述一个资源最终的状态（在yaml中定义状态）
    	使用apply操作资源：
            如果资源不存在，就创建，相当于 kubectl create
    		如果资源已存在，就更新，相当于 kubectl patch

> 扩展：kubectl可以在node节点上运行吗 ?

kubectl的运行是需要进行配置的，它的配置文件是$HOME/.kube，如果想要在node节点运行此命令，需要将master上的.kube文件复制到node节点上，即在master节点上执行下面操作：

scp  -r  HOME/.kube   node1: HOME/

> 使用推荐: 三种方式应该怎么用 ?

创建/更新资源 使用声明式对象配置 kubectl apply -f XXX.yaml

删除资源 使用命令式对象配置 kubectl delete -f XXX.yaml

查询资源 使用命令式对象管理 kubectl get(describe) 资源名称

[image-20200406225334627]: /images/20220829/ac5ddab1396c4be8b94af046081f835b.png