云原生应用8：Kubernetes基础用法

偏执的太偏执、 2023-08-17 15:32 143阅读 0赞

#### 为什么要 Kubernetes ####

尽管 Docker 为容器化的应用程序提供了开放标准，但随着容器越来越多出现了一系列新问题：

*  1.单机不足以支持更多的容器
 *  2.分布式环境下容器如何通信？
 *  3.如何协调和调度这些容器？
 *  4.如何在升级应用程序时不会中断服务？
 *  5.如何监视应用程序的运行状况？
 *  6.如何批量重新启动容器里的程序？  
    …  
    Kubernetes 应运而生。

#### 什么是 Kubernetes ####

Kubernetes 是一个全新的基于容器技术的分布式架构方案，这个方案虽然还很新，但却是 Google 十几年来大规模应用容器技术的经验积累和升华的重要成果，确切的说是 Google 一个久负盛名的内部使用的大规模集群管理系统——Borg 的开源版本，其目的是实现资源管理的自动化以及跨数据中心的资源利用率最大化。

Kubernetes 具有完备的集群管理能力，包括多层次的安全防护和准入机制、多租户应用支撑能力、透明的服务注册和服务发现机制、内建的智能负载均衡器、强大的故障发现和自我修复能力、服务滚动升级和在线扩容能力、可扩展的资源自动调度机制，以及多力度的资源配额管理能力。同时，Kubernetes 提供了完善的管理工具，这些工具涵盖了包括开发、部署测试、运维监控在内的各个环节，不仅是一个全新的基于容器技术的分布式架构解决方案，还是一个一站式的完备分布式系统开发和支撑平台。

kubernetes有两种类型的节点 master 与 node 节点，master负责调度任务，node也叫worker节点，负责具体运算，默认使用docker容器运行时  
master上有4大组件：Api-Server、Scheduler、Etcd、ControllerManager  
worker上有2大组件：kubelet、kube-proxy、docker

###### 1.k8s具体工作情况如下： ######

k8s通过 kubectl 客户端向 api-server 发送请求，我要创建一个容器，api-server会把记录存储 etcd，同时向 scheduler 调度器发请求，scheduler 通过一系列分析得出可以在那个 node 节点有资源，能创建容器，把信息反馈给api-server，api-server记录到 etcd 中，api-server给该node 节点的 kubelet 发送请求，让 kubelet 调用本节点的容器运行时创建容器，ControllerManager 控制器会监控容器是否正常运行，并保证它正常运行

在K8s中，容器运行在Pod中，Pod中可以有多个容器，多个容器可使用localhost访问对方，一般一个Pod运行一个容器

###### 2.k8s创建容器有两种方式 ######

*  1.通过 kubectl run 命令
 *  2.通过配置清单文件，然后使用 kubectl create/apply -f xxx.yaml

下面使用这两种编排容器方式，演示 nginx 如何创建，而安装好k8s集群，输入 kubectl 命令，查看帮助文档，里面有 kubectl 操作 k8s 集群的各种命令，而kubectl run 就是基于命令创建容器的一种简单方式

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3podXl1MTk5MTEwMTY1MjA_size_16_color_FFFFFF_t_70]

###### 3.使用 kubectl run 命令创建 nginx pod ######

在命令行输入：kubectl run --help，可看到帮助文档提供的语法格式，提供了多个属性，每个属性都有英文注释  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3podXl1MTk5MTEwMTY1MjA_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

使用： kubectl run nginx --image=nginx --replicas=2 --port=80 命令创建名为 nginx 的 deployment 控制器，镜像为nginx，创建2个实例，绑定容器的80端口  
查看deploy：kubectl get deploy  
查看Pod：kubectl get pods  
查看Pod的 IP：kubectl get pods -o wide  
查看Pod的详细内容：kubectl inspect nginx-7c45b84548-b2m5j

**可以看到 nginx 的状态为 Running 表示运行起来了，有 IP，NODE等信息，在集群内使用curl命令访问  
curl 10.244.1.9 访问nginx的主页，主页内容正确返回了，这是内网IP，只能在集群内访问，无法在外网访问**

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3podXl1MTk5MTEwMTY1MjA_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
要在集群外访问 nginx，需要使用 kubectl expose --help 命令，暴露一个 Service 服务，请求代理到容器  
kubectl expose deployment nginx --port=80 --target-port=80 --type=NodePort  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3podXl1MTk5MTEwMTY1MjA_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
Type=NodePort，表示监听宿主机端口，通过kubectl get svc，可以看到 nginx service的Port，内网是80，外网是30733，也就是说，通过内外网访问nginx  
内网访问：curl 10.106.143.0  
外网访问：在浏览器中输入任意节点IP + 30733  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3podXl1MTk5MTEwMTY1MjA_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

###### 4.使用配置清单文件创建 nginx pod ######

使用 kubectl run 命令创建的容器，其实最后也转换成了 yaml 格式的配置文件

*  1.通过 kubectl get pods 查看 nginx pod
 *  2.把其中某个pod输出为 yaml 格式，kubectl get pods nginx-7c45b84548-b2m5j -o yaml  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3podXl1MTk5MTEwMTY1MjA_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]  
    删除kubectl run 命令创建的 pod，重新通过配置清单的方式创建Pod
 *  3.该nginx pod是一个deployment控制器，删除deploy即可，kubectl get deploy，然后kubectl delete deploy nginx，删除Service，kubectl delete svc nginx
 *  4.把上面通过 kubectl get pods nginx-7c45b84548-b2m5j -o yaml 的配置内容复制到一个名为 nginx-deploy.yaml的文件中，只复制部分内容就好  
    vi nginx-deploy.yaml

apiVersion: v1
    kind: ReplicationController
    metadata:
      name: nginx
      namespace: default
    spec:
      replicas: 1
      selector:
        app: nginx
      template:
        metadata:
          labels:
            app: nginx
        spec:
          containers:
          - image: nginx
            imagePullPolicy: Always
            name: nginx
            ports:
            - containerPort: 80
              protocol: TCP

*  5.创建Pod，kubectl apply -f nginx-deploy.yaml
 *  6.查看Pod，kubectl get pods -o wide，再通过内网 IP 访问
 *  7.暴露到外网：kubectl expose rc nginx --port=80 --target-port=80 --type=NodePort
 *  8.查看Service：kubectl get svc ，CLUSTER-IP变了，监听宿主机的端口也变成了30789  
    ![在这里插入图片描述][20190926193856312.png]  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3podXl1MTk5MTEwMTY1MjA_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]  
    通过任意Node节点的IP + 30789 访问 nginx 主页，之前 192.168.68.149，现在是 192.168.68.151
 *  9.扩容与缩容，通过 kubectl scale --help 完成自动扩容，kubectl scale --replicas=2 -f nginx-deploy.yaml  
    ![在这里插入图片描述][20190926200156109.png]

本篇介绍了如何通过 k8s run命令和 清单配置文件创建Pod，k8s run 命令可以跑一些简单的测试容器，通过配置文件可以创建更定制化的容器

#### 最重要的是如何查看帮助文档，通过 kubectl ，得到一个帮助文档列表，然后 ####

kubectl create --help  
kubectl run --help  
kubectl expose --help  
等等，次列表中的任意命令的语法格式都可以查看帮助文档来操作

#### 配置清单文件的语法格式，k8s也提供了帮助文明，kubectl explain 命令 ####

kubectl explain pods  
kubectl explain pods.spec  
kubectl explain pods.spec.containers 可以一层层进去

kubectl explain service  
k8s怎么操作，看文档会有很大的帮助

###### 下面汇总一些常用的kubectl操作命令 ######

查看所有Pod列表：kubectl get pods  
查看RC和Service：kubectl get rc,service  
查看Pod详细内容：kubectl describe pods < pod-name >  
查看Node详细内容：kubectl describe nodes < node-name >  
创建或更新资源：kubectl apply -f xxx.yaml  
删除资源：kubectl delete -f xxx.yaml  
执行容器中date命令：kubectl exec < pod-name > date  
查看容器日志：kubectl logs < pod-name >  
在线编辑运行中的资源：kubectl edit deploy nginx  
在Pod和本地之间复制文件：kubectl cp nginx-xxxx:/etc/fstab /tmp  
资源对象设置标签：kubectl label pods < pod-name > frontend=release  
查看Pod的label标签：kubectl get pods --show-labels

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