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K8S

2021-03-29 09:46:27   5  举报

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AI智能生成

k8s核心技术概念和API对象 k8s架构 k8s基础使用

kubernetes

模版推荐

作者其他创作

大纲/内容

是个啥

生产级别的容器编排系统

管理云平台中多个主机上的容器化的应用

自主的管理容器来保证云平台中的容器按照用户的期望状态运行

设计架构

核心技术概念和API对象

API对象组成

apiVersion

创建该对象所使用的 Kubernetes API 的版本

kind

想要创建的对象的类别

metadata

帮助唯一性标识对象的一些数据，包括一个 name 字符串、UID 和可选的 namespace

规约spec

状态status

API对象

Pod

特点

Pod 是可以在 Kubernetes 中创建和管理的、最小的可部署的计算单元

Pod的设计理念是支持多个容器在一个Pod中共享网络地址和文件系统，可以通过进程间通信和文件共享这种简单高效的方式组合完成服务。

通常你不需要直接创建 Pod，甚至单实例 Pod。相反，你会使用诸如 Deployment 或 Job 这类工作负载资源来创建 Pod。如果 Pod 需要跟踪状态，可以考虑 StatefulSet 资源。

类型

部署(Deployment) -- 长期伺服型（long-running）

官网例子参考

部署表示用户对K8s集群的一次更新操作

可以是创建一个新的服务，更新一个新的服务，也可以是滚动升级一个服务

有状态服务集（StatefulSet）-- 有状态应用型（stateful application）

官网例子参考

特点

1. StatefulSet Pod 具有唯一的标识 该标识包括顺序标识 、稳定的网络标识 和 稳定的存储。该标识和 Pod 是绑定的，不管它被调度在哪个节点上。

2. 副本的索引有序 对于具有 N 个副本的 StatefulSet，StatefulSet 中的每个 Pod 将被分配一个整数序号，从 0 到 N-1，该序号在 StatefulSet 上是唯一的。Pod 的名称的形式为<statefulset name>-<ordinal index>

3. 稳定的网络身份标识 StatefulSet 可以使用 无头服务 控制它的 Pod 的网络域

1. 创建一个 Headless Service

2. 利用nslookup命令查询得到 SERVICE后面的POD的域名

3. 删除或收缩Stateful时, Pod 的序号、主机名、SRV 条目和记录名称没有改变，但和 Pod 相关联的 IP 地址可能发生了改变

4. 因此, 链接POD时, 不要使用IP, 应该使用 Pod 的 SRV 记录（web-0.nginx.default.svc.cluster.local， web-1.nginx.default.svc.cluster.local）

4. 稳定的存储

StatefulSet 控制器为每个Pod绑定 PersistentVolumes。

删除或者收缩 StatefulSet 并不会删除它关联的存储卷。

任务（Job）-- 批处理型（batch）

官网例子参考

Job是K8s用来控制批处理型任务的API对象。

后台支撑服务集（DaemonSet）-- 节点后台支撑型（node-daemon）

官网例子参考

后台支撑型服务的核心关注点在K8s集群中的节点（物理机或虚拟机），要保证每个节点上都有一个此类Pod运行

典型的后台支撑型服务包括，存储，日志和监控等在每个节点上支持K8s集群运行的服务。

复制控制器（Replication Controller，RC）

RC是K8s集群中最早的保证Pod高可用的API对象, 只适用于长期伺服型的业务类型 通过监控运行中的Pod来保证集群中运行指定数目的Pod副本

少于指定数目，RC就会启动运行新的Pod副本

多于指定数目，RC就会杀死多余的Pod副本

副本集（Replica Set，RS）

RS是新一代RC，提供同样的高可用能力, 区别主要在于RS后来居上，能支持更多种类的匹配模式。 副本集对象一般不单独使用，而是作为Deployment的理想状态参数使用。

服务（Service）

在K8s集群中，客户端需要访问的服务就是Service对象。

类型

ClusterIP

只能在集群内访问 如上图, 可在 pod-nginx 中访问 service-python 达到当问 pod-python 的效果

NodePort

集群外业务访问 如上图, service-python暴露映射到节点端口

LoadBalancer

大多数公有云托管集群中会支持该类型

ExternalName

官方文档偷的逻辑架构图

1. 每次个节点上都运行Docker。Docker来负责所有具体的映像下载和容器运行

2. 核心组件

etcd保存了整个集群的状态

apiserver提供了资源操作的唯一入口，并提供认证、授权、访问控制、API注册和发现等机制

controller manager负责维护集群的状态，比如故障检测、自动扩展、滚动更新等

scheduler负责资源的调度，按照预定的调度策略将Pod调度到相应的机器上

kubelet负责维护容器的生命周期，同时也负责Volume（CVI）和网络（CNI）的管理

Container runtime负责镜像管理以及Pod和容器的真正运行（CRI）

kube-proxy负责为Service提供cluster内部的服务发现和负载均衡

3. Add-ons

kube-dns负责为整个集群提供DNS服务

Ingress Controller为服务提供外网入口

Heapster提供资源监控

Dashboard提供GUI

Federation提供跨可用区的集群

Fluentd-elasticsearch提供集群日志采集、存储与查询

Master节点逻辑架构

Node节点逻辑架构

基础使用

基础命令 

kubectl version

查看对象: kubectl get

kubectl get nodes/$NODE_NAME

kubectl get pods/$POD_NAME

kubectl get services/$SERVICE_NAME

kubectl get deployments/$DEPLOLYMENT_NAME

kubectl get rs      副本集

kubectl get configmaps

kubectl get pvc

kubectl get statefulset

显示有关对象的详细信息: kubectl describe

打印 pod 和其中容器的日志: kubectl logs

kubectl logs $POD_NAME

在 pod 中的容器上执行命令: kubectl exec

kubectl exec $POD_NAME env

kubectl exec -it $POD_NAME bash

部署应用

创建对象: kubectl create -f <filename|url>

kubectl create deployment

kubectl create deployment kubernetes-bootcamp --image=gcr.io/google-samples/kubernetes-bootcamp:v1 --replicas=4

--image    镜像

--replicas    副本数

更新对象: kubectl replace -f <filename|url>

删除对象: kubectl delete -f <filename|url>

升级对象 Kubectl Replace

创建/升级对象: kubectl apply -f xx.yaml

暴露应用

公开应用: kubectl expose

kubectl expose pods/$POD_NAME --type="NodePort" --port 8080

kubectl expose services/$SERVICE_NAME --type="NodePort" --port 8080

kubectl expose deployments/$DEPLOLYMENT_NAME --type="NodePort" --port 8080

type

ClusterIP (默认) - 在集群的内部 IP 上公开 Service 。这种类型使得 Service 只能从集群内访问

NodePort - 使用 NAT 在集群中每个选定 Node 的相同端口上公开 Service 。使用<NodeIP>:<NodePort> 从集群外部访问 Service。是 ClusterIP 的超集。

LoadBalancer - 在当前云中创建一个外部负载均衡器(如果支持的话)，并为 Service 分配一个固定的外部IP。是 NodePort 的超集。

ExternalName - 通过返回带有该名称的 CNAME 记录，使用任意名称(由 spec 中的externalName指定)公开 Service。不使用代理。这种类型需要kube-dns的v1.7或更高版本。

添加Label

kubectl label pod $POD_NAME app=v1

伸缩应用

kubectl scale deployments/kubernetes-bootcamp --replicas=4

kubectl patch deployments/kubernetes-bootcamp -p '{"spec":{"replicas":3}}'

自动伸缩

kubectl autoscale deployment/nginx-test --min=2 --max=10

使用默认的自动伸缩策略，指定目标CPU使用率，使其Pod数量在2到10之间。

部署更新

kubectl set image deployments/kubernetes-bootcamp kubernetes-bootcamp=jocatalin/kubernetes-bootcamp:v2

部署历史版本

kubectl rollout history deployments/kubernetes-bootcamp

验证发布

kubectl rollout status deployments/kubernetes-bootcamp

回滚上个版本

kubectl rollout undo deployments/kubernetes-bootcamp

--to-revision=<版次>

ConfigMaps

新建

yaml / json文件:    kubectl create -f configmap.yaml

指定单个文件和目录:     kubectl create configmap $CONFIGMAP_NAME --from-file=$FILE_PATH/$DIR_PATH

key=value:     kubectl create configmap special-config --from-literal=special.how=very

如何在pod中使用

1. 通过环境变量获取ConfigMap中的内容

2. 通过Volume挂载的方式将ConfigMap中的内容挂载为容器内部的文件或目录

spring boot + Spring Cloud Kubernetes 读取ConfigMap

kustomization

kubectl apply -k ./

kubectl delete -k ./

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