kubernetes–资源管理

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。

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

命令式对象配置

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:latest

2）执行create命令，创建资源，此时发现创建了两个资源对象，分别是namespace和pod

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

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

4）执行delete命令，删除资源：

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

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。

1）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

2）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

常用资源

常用操作

Namespace

Namespace是kubernetes系统中的一种非常重要资源，它的主要作用是用来实现多套环境的资源隔离或者多租户的资源隔离。

默认情况下，kubernetes集群中的所有的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。

默认创建的namespace

[root@master ~]# kubectl  get namespace
NAME              STATUS   AGE
default           Active   45h     #  所有未指定Namespace的对象都会被分配在default命名空间
kube-node-lease   Active   45h     #  集群节点之间的心跳维护，v1.13开始引入
kube-public       Active   45h     #  此命名空间下的资源可以被所有人访问（包括未认证用户）
kube-system       Active   45h     #  所有由Kubernetes系统创建的资源都处于这个命名空间

查看namespace

查看所有的ns

命令：kubectl get ns

[root@master ~]# kubectl get ns
NAME              STATUS   AGE
default           Active   45h
kube-node-lease   Active   45h
kube-public       Active   45h     
kube-system       Active   45h

查看指定的ns

命令：kubectl get ns ns名称

[root@master ~]# kubectl get ns default
NAME      STATUS   AGE
default   Active   45h

指定输出格式

命令：kubectl get ns ns名称  -o 格式参数

kubernetes支持的格式有很多，比较常见的是wide、json、yaml

[root@master ~]# kubectl get ns default -o yaml
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  creationTimestamp: "2021-05-08T04:44:16Z"
  name: default
  resourceVersion: "151"
  selfLink: /api/v1/namespaces/default
  uid: 7405f73a-e486-43d4-9db6-145f1409f090
spec:
  finalizers:
  - kubernetes
status:
  phase: Active

查看ns详情

命令：kubectl describe ns ns名称

[root@master ~]# kubectl describe ns default
Name:         default
Labels:       <none>
Annotations:  <none>
Status:       Active  # Active 命名空间正在使用中  Terminating 正在删除命名空间

创建namespace

[root@master ~]# kubectl create ns dev
namespace/dev created

删除namespace

[root@master ~]# kubectl delete ns dev
namespace "dev" deleted

配置方式

准备一个yaml文件：ns-dev.yaml

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: dev

创建：kubectl create -f ns-dev.yaml

删除：kubectl delete -f ns-dev.yaml

Pod

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中可以存在一个或者多个容器。

创建并运行

kubernetes一般不单独运行Pod的命令，都是通过Pod控制器来实现的

# 命令格式： kubectl create deploy (pod控制器名称) [参数]
# --image 指定Pod的镜像
# --port 指定端口
# --namespace 指定namespace
[root@master ~]# kubectl create deploy nginx --image=nginx --port=80 -n dev
deployment.apps/nginx created

查看pod信息

查看Pod基本信息

[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-7848d4b86f-nzhgd   1/1     Running   0          19s

查看Pod的详细信息

[root@master ~]# kubectl describe pod nginx-7848d4b86f-nzhgd -n dev
Name:         nginx-7848d4b86f-nzhgd
Namespace:    dev
Priority:     0
Node:         node1/192.168.175.20
Start Time:   Sat, 16 Oct 2021 10:12:44 +0800
Labels:       app=nginx
              pod-template-hash=7848d4b86f
Annotations:  <none>
Status:       Running
IP:           10.244.1.4
IPs:
  IP:           10.244.1.4
Controlled By:  ReplicaSet/nginx-7848d4b86f
Containers:
  nginx:
    Container ID:   docker://da95f2daf18f7be66af5ea27b59c1a96d9f6c0a0703fc9e15b63e8e42d189b7e
    Image:          nginx
    Image ID:       docker-pullable://nginx@sha256:644a70516a26004c97d0d85c7fe1d0c3a67ea8ab7ddf4aff193d9f301670cf36
    Port:           80/TCP
    Host Port:      0/TCP
    State:          Running
      Started:      Sat, 16 Oct 2021 10:12:48 +0800
    Ready:          True
    Restart Count:  0
    Environment:    <none>
    Mounts:
      /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from kube-api-access-vl7wj (ro)
Conditions:
  Type              Status
  Initialized       True
  Ready             True
  ContainersReady   True
  PodScheduled      True
Volumes:
  kube-api-access-vl7wj:
    Type:                    Projected (a volume that contains injected data from multiple sources)
    TokenExpirationSeconds:  3607
    ConfigMapName:           kube-root-ca.crt
    ConfigMapOptional:       <nil>
    DownwardAPI:             true
QoS Class:                   BestEffort
Node-Selectors:              <none>
Tolerations:                 node.kubernetes.io/not-ready:NoExecute op=Exists for 300s
                             node.kubernetes.io/unreachable:NoExecute op=Exists for 300s
Events:
  Type    Reason     Age   From               Message
  ----    ------     ----  ----               -------
  Normal  Scheduled  44s   default-scheduler  Successfully assigned dev/nginx-7848d4b86f-nzhgd to node1
  Normal  Pulling    43s   kubelet            Pulling image "nginx"
  Normal  Pulled     40s   kubelet            Successfully pulled image "nginx" in 3.093243838s
  Normal  Created    40s   kubelet            Created container nginx
  Normal  Started    40s   kubelet            Started container nginx

访问Pod

获取podIP

[root@master ~]# kubectl get pods -n dev -o wide
NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP           NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-7848d4b86f-nzhgd   1/1     Running   0          91s   10.244.1.4   node1   <none>           <none>

访问POD

[root@master ~]# curl 10.244.1.4
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
html { color-scheme: light dark; }
body { width: 35em; margin: 0 auto;
font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif; }
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p>

<p>For online documentation and support please refer to
<a href="http://nginx.org/">nginx.org</a>.<br/>
Commercial support is available at
<a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p>

<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>

删除指定Pod

当前Pod是由Pod控制器创建的，控制器会监控Pod状况，一旦发现Pod死亡，会立即重建

此时要想删除Pod，必须删除Pod控制器

查询当前namespace下的Pod控制器

[root@master ~]# kubectl get deploy -n dev
NAME    READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx   1/1     1            1           4m13s

删除此PodPod控制器

[root@master ~]# kubectl delete deploy nginx -n dev
deployment.apps "nginx" deleted

查询Pod，发现Pod被删除了

[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
No resources found in dev namespace.

配置操作

创建一个pod-nginx.yaml，内容如下：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - image: nginx:latest
    name: pod
    ports:
    - name: nginx-port
      containerPort: 80
      protocol: TCP

创建：kubectl create -f pod-nginx.yaml

删除：kubectl delete -f pod-nginx.yaml

Label

Label是kubernetes系统中的一个重要概念。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。

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添加或者删除

为pod资源打标签

[root@master ~]# kubectl label pod nginx version=1.0 -n dev
pod/nginx-pod labele

为pod资源更新标签

[root@master ~]# kubectl label pod nginx version=2.0 -n dev --overwrite
pod/nginx-pod labeled

查看标签

[root@master ~]# kubectl get pod nginx-pod  -n dev --show-labels
NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
nginx-pod   1/1     Running   0          10m   version=2.0

筛选标签

[root@master ~]# kubectl get pod -n dev -l version=2.0  --show-labels
NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
nginx-pod   1/1     Running   0          17m   version=2.0
[root@master ~]# kubectl get pod -n dev -l version!=2.0 --show-labels
No resources found in dev namespace.

删除标签

[root@master ~]# kubectl label pod nginx version- -n dev
pod/nginx-pod labeled

配置方式

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
  namespace: dev
  labels:
    version: "3.0" 
    env: "test"
spec:
  containers:
  - image: nginx:latest
    name: pod
    ports:
    - name: nginx-port
      containerPort: 80
      protocol: TCP

执行对应的更新命令：kubectl apply -f pod-nginx.yaml

Deployment

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控制器来完成的。Pod控制器用于pod的管理，确保pod资源符合预期的状态，当pod的资源出现故障时，会尝试进行重启或重建pod。

在kubernetes中Pod控制器的种类有很多，这里介绍Deployment

创建pod

[root@master ~]# kubectl create deploy nginx-deploy --image=nginx:latest --port=80 --replicas=3 -n dev
deployment.apps/nginx-deploy created

查看创建的Pod

[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-5ff7956ff6-6k8cb   1/1     Running   0          19s
nginx-5ff7956ff6-jxfjt   1/1     Running   0          19s
nginx-5ff7956ff6-v6jqw   1/1     Running   0          19s

查看deployment的信息

[root@master ~]# kubectl get deploy -n dev
NAME          READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx-deploy   3/3     3            3           2m42s

[root@master ~]# kubectl get deploy -n dev -o wide
NAME           READY UP-TO-DATE  AVAILABLE   AGE     CONTAINERS   IMAGES              SELECTOR
nginx-deploy   3/3     3         3           2m51s   nginx        nginx:latest        run=nginx-deploy

查看deployment的详细信息

[root@master ~]# kubectl describe deploy nginx-deploy -n dev
Name:                   nginx-deploy
Namespace:              dev
CreationTimestamp:      Wed, 08 May 2021 11:14:14 +0800
Labels:                 app=nginx-deploy
Annotations:            deployment.kubernetes.io/revision: 1
Selector:               app=nginx-deploy
Replicas:               3 desired | 3 updated | 3 total | 3 available | 0 unavailable
StrategyType:           RollingUpdate
MinReadySeconds:        0
RollingUpdateStrategy:  25% max unavailable, 25% max surge
Pod Template:
  Labels:  app=nginx-deploy
  Containers:
   nginx:
    Image:        nginx:latest
    Port:         80/TCP
    Host Port:    0/TCP
    Environment:  <none>
    Mounts:       <none>
  Volumes:        <none>
Conditions:
  Type           Status  Reason
  ----           ------  ------
  Available      True    MinimumReplicasAvailable
  Progressing    True    NewReplicaSetAvailable
OldReplicaSets:  <none>
NewReplicaSet:   nginx-5ff7956ff6 (3/3 replicas created)
Events:
  Type    Reason             Age    From                   Message
  ----    ------             ----   ----                   -------
  Normal  ScalingReplicaSet  5m43s  deployment-controller  Scaled up replicaset nginx-5ff7956ff6 to 3

查看标签

[root@master ~]# kubectl get pod -n dev --show-labels
NAME                            READY   STATUS    RESTARTS   AGE     LABELS
nginx-deploy-77f58cd98c-fd44f   1/1     Running   0          3m36s   app=nginx-deploy,pod-template-hash=77f58cd98c
nginx-deploy-77f58cd98c-g898z   1/1     Running   0          3m36s   app=nginx-deploy,pod-template-hash=77f58cd98c
nginx-deploy-77f58cd98c-grnq8   1/1     Running   0          3m36s   app=nginx-deploy,pod-template-hash=77f58cd98c

删除标签后，再次查看，发现多了一个新打上标签的pod

[root@master ~]#kubectl label pod nginx-deploy-77f58cd98c-fd44f -n dev app-
pod/nginx-deploy-77f58cd98c-fd44f unlabeled
[root@master ~]# kubectl get pod -n dev --show-labels
NAME                            READY   STATUS    RESTARTS   AGE     LABELS
nginx-deploy-77f58cd98c-9zrxr   1/1     Running   0          18s     app=nginx-deploy,pod-template-hash=77f58cd98c
nginx-deploy-77f58cd98c-fd44f   1/1     Running   0          5m44s   pod-template-hash=77f58cd98c
nginx-deploy-77f58cd98c-g898z   1/1     Running   0          5m44s   app=nginx-deploy,pod-template-hash=77f58cd98c
nginx-deploy-77f58cd98c-grnq8   1/1     Running   0          5m44s   app=nginx-deploy,pod-template-hash=77f58cd98c

删除deploy

[root@master ~]# kubectl delete deploy nginx-deploy -n dev
deployment.apps "nginx-deploy" deleted

配置操作

创建一个deploy-nginx.yaml，内容如下：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx
  namespace: dev
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - image: nginx:latest
        name: nginx
        ports:
        - containerPort: 80
          protocol: TCP

创建：kubectl create -f deploy-nginx.yaml

删除：kubectl delete -f deploy-nginx.yaml

Service

Service可以看作是一组同类Pod对外的访问接口。借助Service，应用可以方便地实现服务发现和负载均衡。

操作一：创建集群内部可访问的Service

暴露Service

[root@master ~]# kubectl expose deploy nginx --name=svc-nginx1 --type=ClusterIP --port=80 --target-port=80 -n dev
service/svc-nginx1 exposed

查看service

[root@master ~]#  kubectl get svc svc-nginx1 -n dev -o wide
NAME         TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE   SELECTOR
svc-nginx1   ClusterIP   172.16.109.117   <none>        80/TCP    6s    app=nginx

# 这里产生了一个CLUSTER-IP，这就是service的IP，在Service的生命周期中，这个地址是不会变动的
# 可以通过这个IP访问当前service对应的POD

操作二：创建集群外部也可访问的Service

暴露Service

[root@master ~]# kubectl expose deploy nginx --name=svc-nginx2 --type=NodePort --port=80 --target-port=80 -n dev
service/svc-nginx2 exposed
# 上面创建的Service的type类型为ClusterIP，这个ip地址只用集群内部可访问
# 如果需要创建外部也可以访问的Service，需要修改type为NodePort

查看service

[root@master ~]# kubectl get svc  svc-nginx2  -n dev -o wide
NAME         TYPE       CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE   SELECTOR
svc-nginx2   NodePort   172.16.221.234   <none>        80:32204/TCP   5s    app=nginx

# 接下来就可以通过集群外的主机访问 节点IP:31928访问服务了
# 例如在的电脑主机上通过浏览器访问下面的地址
http://192.168.175.10:32204/

删除Service

[root@master ~]# kubectl delete svc svc-nginx1 -n dev
service "svc-nginx1" deleted

配置方式

创建一个svc-nginx.yaml，内容如下：

# CluserIp类型的
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: svc-nginx
  namespace: dev
spec:
  clusterIP: 172.16.100.100 #固定svc的内网ip
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 80
  selector:
    app: nginx
  type: ClusterIP


# NodePort类型的
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: svc-nginx1
  namespace: dev
spec:
  clusterIP: 172.16.200.200 #固定svc的内网ip
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 80
  selector:
    app: nginx
  type: NodePort

创建：kubectl create -f svc-nginx.yaml

删除：kubectl delete -f svc-nginx.yaml

the journey of you

资源管理方式

命令式对象配置

声明式对象配置

常用资源

常用操作

Namespace

默认创建的namespace

查看namespace

查看所有的ns

查看指定的ns

指定输出格式

查看ns详情

创建namespace

删除namespace

配置方式

Pod

创建并运行

查看pod信息

查看Pod基本信息

查看Pod的详细信息

访问Pod

获取podIP

访问POD

删除指定Pod

查询当前namespace下的Pod控制器

删除此PodPod控制器

查询Pod，发现Pod被删除了

配置操作

Label

为pod资源打标签

为pod资源更新标签

查看标签

筛选标签

删除标签

配置方式

Deployment

创建pod

查看创建的Pod

查看deployment的信息

查看deployment的详细信息

查看标签

删除deploy

配置操作

Service

操作一：创建集群内部可访问的Service

暴露Service

查看service

操作二：创建集群外部也可访问的Service

暴露Service

查看service

删除Service

配置方式

kubernetes集群安装

Git版本控制器

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