kubernetes系列06—kubernetes资源清单定义入门

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1、认识kubernetes资源

1.1 常用资源/对象

workload工作负载型资源：pod，ReplicaSet,Deployment,StatefulSet，daemonset，job...
服务器发现及均衡：Service，Lngress...
配置与存储：volume，CSI
- configmap，secret
- downwardAPI
集群级资源
- namespace，node，role，clusterrole，rolebinding，clusterrolebinding
元数据型资源
- HPA，podtemplate，limitrange

1.2 创建资源的方法

apiserver 仅接受JSON格式的资源定义；
yaml格式提供配置清单，apiserver 可自动将其转为JSON格式，而后再提交；

1.3 大部分（主流）资源的配置清单：有5个一级字段组成

apiserver：group/version
- 查询当前支持哪些apiserver：$ kubectl api-versions
kind：资源类别
metadata：元数据
- name：名称
- namespace：名称空间
- labels：标签
- annotation：资源注解
- selfLink：每个资源的引用PATH，/api/GROUP/VERSION/namespaces/NAMESPACE/TYPE/NAME
spec：期望的状态（disired state），期望资源应该用于什么特性
status：当前状态（current state），本字段由kubernetes集群维护，用户不能自己定义

1.4 使用kubectl explain查询每个资源如何配置

（1）例如查询如何定义pod资源

[root@master ~]# kubectl explain pod
KIND:     Pod
VERSION:  v1

DESCRIPTION:
     Pod is a collection of containers that can run on a host. This resource is
     created by clients and scheduled onto hosts.

FIELDS:
   apiVersion	<string>
... ...
   kind	<string>
... ...

   metadata	<Object>
... ...
   spec	<Object>
... ...
   status	<Object>
... ...

（2）能一级一级进入查询；如查询定义pod 的metadata字段

[root@master ~]# kubectl explain pod.spec
KIND:     Pod
VERSION:  v1

RESOURCE: spec <Object>

DESCRIPTION:
... ...

FIELDS:
... ..
   affinity	<Object>
... ...
[root@master ~]# kubectl explain pod.spec.containers
KIND:     Pod
VERSION:  v1

RESOURCE: containers <[]Object>

DESCRIPTION:
... ...
FIELDS:
   args	<[]string>
... ...
   command	<[]string>
... ...

自己定义资源时，不清楚如何定义，可以进行快速的查询

1.5 示例

（1）查询集群中的pod（上篇创建的pod）

[root@master ~]# kubectl get pods
NAME                          READY     STATUS    RESTARTS   AGE
client                        1/1       Running   0          4h
myapp-848b5b879b-9slqg        1/1       Running   0          46m
myapp-848b5b879b-wtrjr        1/1       Running   0          46m
myapp-848b5b879b-z2sqc        1/1       Running   0          46m

（2）-o yaml输出为yaml格式，查看pod创建的操作

[root@master ~]# kubectl get pod myapp-848b5b879b-9slqg -o yaml
apiVersion: v1  #api版本
kind: Pod  #资源类别
metadata:  #元数据
  annotations:
    cni.projectcalico.org/podIP: 10.244.1.60/32
  labels:
    pod-template-hash: "4046164356"
    run: myapp
  name: myapp-848b5b879b-9slqg
  namespace: default
... ...
  selfLink: /api/v1/namespaces/default/pods/myapp-848b5b879b-9slqg
spec:  #规格、规范；期望资源应该用于什么特性；期望目标状态
... ...
status:  #当前状态
... ...

1.6 演示：基于yaml格式文件，创建pod

[root@master ~]# mkdir manifests
[root@master ~]# cd manifests/

（1）编写pod-demo.yaml文件

创建2个容器，一个运行nginx；一个在busybox中执行sleep命令

[root@master manifests]# vim pod-demo.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-demo
  namespace: default
  #labels: {app:myapp, tier:frontend} #映射可以写为{}形式;
  labels: #也可以在下边分级写
    app: myapp
    tier: frontend
spec:
  containers:
  - name: myapp
    image: ikubernetes/myapp:v1
  - name: busybox
    image: busybox:latest
    #command: ["/bin/sh","-c","sleep 3600"]  #列表可以写为[]形式;
    command: #也可以在下边分级写,要加-
    - "/bin/sh"
    - "-c"
    - "sleep 3600"

（2）基于pod-demo.yaml 文件创建create pod

[root@master manifests]# kubectl create -f pod-demo.yaml 
pod/pod-demo created

（3）验证

① 查询创建pod的信息

[root@master manifests]# kubectl create -f pod-demo.yaml
pod/pod-demo created
[root@master manifests]# kubectl get pods -o wide
NAME       READY     STATUS    RESTARTS   AGE       IP            NODE
pod-demo   2/2       Running   0          1m        10.244.1.61   node1
---查看详细信息
[root@master manifests]# kubectl describe pods pod-demo
Name:               pod-demo
Namespace:          default
... ...

② 访问pod中的服务

[root@master manifests]# curl 10.244.1.61
Hello MyApp | Version: v1 | <a href="hostname.html">Pod Name</a>
---查询pod产生的日志
[root@master manifests]# kubectl logs pod-demo myapp
192.168.130.104 - - [23/Jan/2019:05:35:35 +0000] "GET / HTTP/1.1" 200 65 "-" "curl/7.29.0" "-"

③ 基于yaml文件删除pod

[root@master manifests]# kubectl delete -f pod-demo.yaml 
pod "pod-demo" deleted
[root@master manifests]# kubectl get pods
No resources found.

2、Pod资源

2.1 Pod资源常用选项

metadata.label：标签
- key=value
  - key：字母、数字、_、-、.
  - value：可以为空，只能字母或数字开头及结尾，中间可使用字母、数字、_、-、.
metadata.annotations：资源注解
spec.containers <[]object>
- - name：容器名称
- image：镜像
- imagePullPolicy：下载镜像规则，若镜像时latest标签，默认是Always；否则默认IfNotPresen
  - Always总是镜像，Never不下载镜像，IfNotPresent本地有则不下载
- ports：从容器中公开的端口列表
  - containerPort：Pod中服务的端口号
  - hostIP：暴露绑定在主机哪个IP上
  - hostPort：暴露在主机的端口号
  - name：暴露这个端口的名称
- args：参数
- command：执行命令
spec.nodeSelector：节点标签选择器

2.2 演示

（1）修改pod-demo.yaml文件

[root@master manifests]# vim pod-demo.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-demo
  namespace: default
  #labels: {app:myapp, tier:frontend} #映射可以写为{}形式;
  labels: #也可以在下边分级写
    app: myapp
    tier: frontend
  annotations:
    along.com/created-by: "cluster admin"
spec:
  containers:
  - name: myapp
    image: ikubernetes/myapp:v1
    ports:
    - name: http
      containerPort: 80
    - name: https
      containerPort: 443
  - name: busybox
    image: busybox:latest
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    #command: ["/bin/sh","-c","sleep 3600"]  #列表可以写为[]形式;
    command: #也可以在下边分级写,要加-
    - "/bin/sh"
    - "-c"
    - "sleep 3600"
  nodeSelector:
    disktype: ssd

（2）将node1节点打上disktype=ssd的标签

[root@master manifests]# kubectl label node node1 disktype=ssd
[root@master manifests]# kubectl get nodes node1 --show-labels
NAME      STATUS    ROLES     AGE       VERSION   LABELS
node1     Ready     <none>    140d      v1.11.2   beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,disktype=ssd,kubernetes.io/hostname=node1

（3）基于yaml文件创建pod

[root@master manifests]# kubectl create -f pod-demo.yaml 
pod/pod-demo created

（4）验证

--- pod只会创建到node1节点上，因为node1的disktype=ssd标签
[root@master manifests]# kubectl get pod -o wide
NAME       READY     STATUS    RESTARTS   AGE       IP            NODE
pod-demo   2/2       Running   0          11s       10.244.1.68   node1
--- -l 指定标签，实现标签过滤
[root@master manifests]# kubectl get pods --show-labels -l app
NAME       READY     STATUS    RESTARTS   AGE       LABELS
pod-demo   2/2       Running   0          30s       app=myapp,tier=frontend

3、Pod健康检测

3.1 pod健康检测介绍

pod健康检测分为存活性探测、就绪型探测；这在生产环境几乎是必须配置的；
如果没有就绪型探测；pod一启动就会被分配用户流量；若pod中的服务像tomcat等，需要时间启动；就会导致有一定时间，用户访问不到服务；
如果没有存活性探测：pod中服务一旦失败，没有检测，不会将容器重启关闭；也会导致用户访问服务失败。

3.2 pod健康检测选项

（1）在spec字段下、containers字段配置，可使用explain查看详细用法

$ kubectl explain pod.spec.containers.

livenessProbe 存活性探测
- exec：指定检测的命令
- failureThreshold：连续失败次数被认为失败，默认为3，最小值为1
- httpGet：指定要执行的http请求
- initialDelaySeconds：在容器启动多少秒后再检测
- periodSeconds：每隔多少秒探测一次；默认为10秒。最低限度值是1
- successThreshold：连续成功次数认为服务正常
- tcpSocket：定涉及TCP端口的操作
- timeoutSeconds:探测超时的秒数，默认为1秒
readinessProbe 就绪型探测（和livenessProbe 存活性探测选项一样）

（2）pod中容器挂了，是否重启pod

$ kubectl explain pod.spec.restartPolicy.

Always：总是重启（默认）
OnFailure：只有容器状态为错误时，才重启
Never：绝不重启

3.3 演示：exec方式实现存活性探测

（1）编写yaml文件

当探测到/tmp/healthy文件不存在时，认为服务故障；

容器在30秒后执行删除/tmp/healthy文件

[root@master manifests]# vim liveness-exec.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: liveness-exec-pod
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: liveness-exec-container
    image: busybox:latest
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    command: ["/bin/sh","-c","touch /tmp/healthy; sleep 30; rm -f /tmp/healthy; sleep 3600"]
    livenessProbe:
      exec:
        command: ["test","-e","/tmp/healthy"]
      initialDelaySeconds: 1  #在容器启动后1秒开始检测
      periodSeconds: 3  #每隔3秒探测一次
  restartPolicy: Always  #总是重启pod

（2）创建运行pod

[root@master manifests]# kubectl create -f liveness-exec.yaml 
pod/liveness-exec-pod created
[root@master manifests]# kubectl get pods
NAME                READY     STATUS        RESTARTS   AGE
liveness-exec-pod   1/1       Running       0          6s

（3）等30s，容器就会检测失败，重启pod；使用describe可以查看详细信息

[root@master manifests]# kubectl describe pods liveness-exec-pod
... ...
    State:          Running
      Started:      Wed, 23 Jan 2019 16:58:09 +0800
    Last State:     Terminated  #上次状态为终止
      Reason:       Error
      Exit Code:    137
      Started:      Wed, 23 Jan 2019 16:57:01 +0800
      Finished:     Wed, 23 Jan 2019 16:58:09 +0800
    Ready:          True
    Restart Count:  1  #重启次数1次
    Liveness:       exec [test -e /tmp/healthy] delay=1s timeout=1s period=3s #success=1 #failure=3
... ...

3.4 演示：httpget方式实现存活性探测

（1）编写yaml文件，创建并运行pod

当探测不到容器内80端口，和提供80端口的/index.html文件时，认为服务故障；

[root@master manifests]# vim liveness-httpget.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: liveness-httpget-pod
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: liveness-exec-container
    image: ikubernetes/myapp:v1
    ports:
    - name: http
      containerPort: 80
    livenessProbe:
      httpget:
        port: http
        path: /index.html
      initialDelaySeconds: 1
      periodSeconds: 3
  restartPolicy: Always
[root@master manifests]# kubectl create -f liveness-httpget.yaml
pod/liveness-httpget-pod created

（2）手动连入容器，删除index.html文件

[root@master manifests]# kubectl exec -it liveness-httpget-pod -- /bin/sh
/ # rm -f /usr/share/nginx/html/index.html

（3）容器会检测失败，重启pod；使用describe可以查看详细信息

[root@master manifests]# kubectl describe pods liveness-httpget-pod
... ...
    Port:           80/TCP
    Host Port:      0/TCP
    State:          Running
      Started:      Wed, 23 Jan 2019 17:10:03 +0800
    Last State:     Terminated  #上次状态为终止
      Reason:       Completed
      Exit Code:    0
      Started:      Wed, 23 Jan 2019 17:08:22 +0800
      Finished:     Wed, 23 Jan 2019 17:10:03 +0800
    Ready:          True
    Restart Count:  1  #重启次数1次
    Liveness:       http-get http://:http/index.html delay=1s timeout=1s period=3s #success=1 #failure=3
... ...

3.5 演示：exec方式实现就绪性探测

（1）编写yaml文件，创建启动容器

当探测到/tmp/healthy文件不存在时，就认为服务就绪不成功；pod启动失败；

[root@master manifests]# vim readiness-exec.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: readiness-exec-pod
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: readiness-exec-container
    image: busybox:latest
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    #command: ["/bin/sh","-c","touch /tmp/healthy; sleep 30; rm -f /tmp/healthy; sleep 3600"]
    command: ["sleep 3600"]
    readinessProbe:
      exec:
        command: ["test","-e","/tmp/healthy"]
      periodSeconds: 3
  restartPolicy: Always
[root@master manifests]# kubectl create -f readiness-exec.yaml
pod/readiness-exec-pod created

（2）查看，pod启动就绪失败

[root@master ~]# kubectl get pods
NAME                 READY     STATUS              RESTARTS   AGE
readiness-exec-pod   0/1       RunContainerError   1          12s

4、Pod启动前/后钩子

4.1 介绍

pod在启动前后都可以设置钩子hook；在spec.containers.lifecycle字段下设置；
postStart：创建容器后立即调用PostStart操作；如果失败，根据重启策略终止；
preStop：在容器终止之前立即调用PreStop操作，该容器在处理程序完成后终止

4.2 语法

$ kubectl explain pod.spec.containers.lifecycle

postStart
- exec：指定了要采取的命令；
- httpGet：指定要执行的http请求;
- tcpSocket：指定涉及TCP端口的操作
preStop （和postStart命令一样）

4.3 演示：使用exec设置pod启动前钩子