Kubernetes核心
Kubernetes核心
kubernetes最小管理单元-Pod
- Pod是Kubernetes管理最小的基础单元。
- 一个Pod中封装了：
一个或者多个紧耦合的应用容器存储资源独立的IP容器运行的选项
相同的Pod中的任何容器都将共享相同的名称空间和本地网络。容器可以很容易地与其他容器在相同的容器中进行通信。
Linux配置kubectl
1.配置好ECS弹性云服务器
2.将文件上传到home目录下
[root@ecs-k8s home]# tree /home/
/home/
├── kubeconfig.json
└── kubectl
3.安装kubectl
[root@ecs-k8s home]# cd /home
[root@ecs-k8s home]# chmod +x kubectl
[root@ecs-k8s home]# mv -f kubectl /usr/local/bin
[root@ecs-k8s home]# mkdir -p $HOME/.kube
[root@ecs-k8s home]# mv -f kubeconfig.json $HOME/.kube/config
4.根据使用场景，按需切换kubectl的访问模式
● VPC网络内接入访问请执行此命令
[root@ecs-k8s home]# kubectl config use-context internal
● 互联网接入访问请执行此命令（需绑定公网apiserver地址）
[root@ecs-k8s home]# kubectl config use-context external
5.设置完成后，可以通过以下命令查看kubernetes集群信息
[root@ecs-k8s home]# kubectl cluster-info
Kubernetes master is running at https://192.168.0.225:5443
CoreDNS is running at https://192.168.0.225:5443/api/v1/namespaces/kube-system/services/coredns:dns/proxy
To further debug and diagnose cluster problems, use 'kubectl cluster-info dump'.
6.检查节点是否正常
[root@ecs-k8s home]# kubectl get nodes
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
192.168.0.126 Ready <none> 39m v1.17.17-r0-CCE21.8.1
192.168.0.252 Ready <none> 39m v1.17.17-r0-CCE21.8.1
实践1：Pod
1.POD定义文件的上传
通过winscp将下载的附件中的yml文件上传到客户端服务目录查看
2.创建POD
$ kubectl apply -f POD-1Container.yml
3.POD的管理
指定POD运行到指定的NODE上
$ kubectl apply -f POD-NodeSelector.yml
4.删除POD
$ kubectl get pod
$ kubectl delete pod nginx
上传一个Pod的yaml
# 编写一个Yaml文件
[root@ecs-k8s home]# cat POD-1Container.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx
ports:
- containerPort: 80[root@ecs-k8s home]#
运行一个Pod
[root@ecs-k8s home]# kubectl apply -f POD-1Container.yml
pod/nginx unchanged
[root@ecs-k8s home]# kubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
nginx 1/1 Running 0 16m 172.16.0.51 192.168.0.126 <none> <none>
# 查看被调度的node节点
[root@ecs-k8s home]# kubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
nginx 1/1 Running 0 18m 172.16.0.51 192.168.0.126 <none> <none>
# 查看可以被调度的Node节点
[root@ecs-k8s home]# kubectl get node
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
192.168.0.126 Ready <none> 50m v1.17.17-r0-CCE21.8.1
192.168.0.252 Ready <none> 50m v1.17.17-r0-CCE21.8.1
# 给第一个节点打上 node=test 的标签。
[root@ecs-k8s home]# kubectl label nodes 192.168.0.252 node=mycontainer
node/192.168.0.252 labeled
# 删除node节点的标签
[root@ecs-k8s home]# kubectl label node 192.168.0.252 node-
有状态和无状态应用
无状态应用
- 无状态服务，易于部署而且易于扩展。如果流量上升，则只需要添加更多的负载均衡；上游容器镜像和基础架构中正在运行的容器几乎没有区别；可以随时替代，而且容器实例切换的过程几乎不需要耗费“切换成本”
有状态应用
- 有状态的服务，从部署开始，这些容器就开始与上有镜像不同了，时间越长它们的差异越大；每个运行的应用程序都至少有一个小状态（差异），但对于“无状态”应用程序来说，状态（差异）很小，而且可以进行快速替换。
无状态应用控制器
Replication Controller > ReplicaSets > Deployment
- Replication Controller ： 只能保证Pod的数量在一个定值
- ReplicaSets： 除了完全继承RC 多了标签选择器的功能
- Deployment：继承以上功能，增加滚动更新（rolling update）和重新创建（recreate），默认为滚动更新。是如何具体创建Pod。
实践2：Deployment
1.创建deployment
[root@ecs-k8s home]# kubectl apply -f deployment.yaml
2.查看POD
[root@ecs-k8s home]# kubectl get pod
3.手动删除POD
[root@ecs-k8s home]# kubectl delete deployment nginx-deployment
4.扩展Deployment的数量
[root@ecs-k8s home]# kubectl scale deployment nginx-deployment --replicas=4
5.查看Deployment的状态
[root@ecs-k8s home]# kubectl get deployment
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
nginx-deployment 1/1 1 1 5s
实践3：StatefulSet
如果部署的应用满足右侧一个或者多个部署需求，则建议使用StatefulSet。
在具有以下特点时使用StatefulSet
稳定性，唯一的网络标识符稳定性，持久化存储有序的部署和扩展有序的删除和终止有序的自动滚动更新
1.创建StatefulSet
[root@ecs-k8s home]# kubectl apply -f statefulset.yml
2.查看StatefulSet
[root@ecs-k8s home]# kubectl get pods
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
nginx-deployment-5489c599c4-w99ms 1/1 Running 0 62s
web-0 1/1 Running 0 16s
web-1 1/1 Running 0 11s
[root@ecs-k8s home]#
[root@ecs-k8s home]#
[root@ecs-k8s home]# kubectl get statefulset
NAME READY AGE
web 2/2 24s
3.查看StatefulSet的yaml文件
[root@ecs-k8s home]# cat statefulset.yml
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
name: web
spec:
serviceName: "nginx"
replicas: 2
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx
ports:
- containerPort: 80
name: web
实践4：DaemonSet
系统应用控制器-DaemonSet
DaemonSet能够让所有或者特定的Node节点运行一个Pod。当节点加入到Kubernetes集群中，Pod会被（DaemonSet）调度到该节点上运行。当节点从kubernetes集群中被移除，（DaemonSet）调度的Pod会被移除。
适合场景：
运行日志采集器在每个Node上，例如fluentd、logstash每个Node上运行一个分布式存储的守护进程，例如glusterd、ceph运行监控和的采集端在每个Node、例如prometheus、node、exporter、collectd等在一个区域的Node上都运行一个守护进程
1.创建daemonset
[root@ecs-k8s home]# kubectl apply -f daemonset.yml
daemonset.apps/fluentd-elasticsearch created
2.查看kube-system的Daemonset
[root@ecs-k8s home]# kubectl get ds -n kube-system
NAME DESIRED CURRENT READY UP-TO-DATE AVAILABLE NODE SELECTOR AGE
cceaddon-npd 2 2 2 2 2 <none> 49m
everest-csi-driver 2 2 2 2 2 <none> 49m
fluentd-elasticsearch 2 2 0 2 0 <none> 2m30s
icagent 2 2 2 2 2 <none> 48m
3.daemonset的yaml文件
[root@ecs-k8s home]# cat daemonset.yml
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
name: fluentd-elasticsearch
namespace: kube-system
labels:
k8s-app: fluentd-logging
spec:
selector:
matchLabels:
name: fluentd-elasticsearch
template:
metadata:
labels:
name: fluentd-elasticsearch
spec:
tolerations:
- key: node-role.kubernetes.io/master
effect: NoSchedule
containers:
- name: fluentd-elasticsearch
image: gcr.io/fluentd-elasticsearch/fluentd:v2.5.1
resources:
limits:
memory: 200Mi
requests:
cpu: 100m
memory: 200Mi
volumeMounts:
- name: varlog
mountPath: /var/log
- name: varlibdockercontainers
mountPath: /var/lib/docker/containers
readOnly: true
terminationGracePeriodSeconds: 30
volumes:
- name: varlog
hostPath:
path: /var/log
- name: varlibdockercontainers
hostPath:
path: /var/lib/docker/containers
实践5：Job
临时任务控制器-Job
我们经常需要进行批量数据处理和分析，以及按照实践进行调度执行。在Kubernetes中使用容器技术完成。使用Job和CronJob来执行。
Job负责批处理任务，即执行一次任务，它保证批处理任务一个或者多个Pod成功结束。CronJob是基于调度的Job执行将会自动产生多个Job，调度格式参考Linux的cron系统。
1.Jobs创建和管理
[root@ecs-k8s home]# kubectl apply -f Job.yml
job.batch/pi created
2.查看Job运行状态
[root@ecs-k8s home]# kubectl get job
NAME COMPLETIONS DURATION AGE
pi 1/1 3m24s 3m24s
3.查看此Job的输出
[root@ecs-k8s home]# kubectl get pods
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pi-d5gf4 0/1 computed 0 18m
web-0 1/1 Running 0 18m
web-1 1/1 Running 0 18m
[root@ecs-k8s home]# kubectl logs pi-d5gf4
4.查看Job的yaml文件
[root@ecs-k8s home]# cat Job.yml
apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
name: pi
spec:
template:
spec:
containers:
- name: pi
image: perl
command: ["perl", "-Mbignum=bpi", "-wle", "print bpi(2000)"]
restartPolicy: Never
backoffLimit: 4
实践6：Service
应用访问-Service
Service是Kubernetes最核心的概念，通过创建Service，可以为一组具有相同功能的容器应用提供一个统一的入口地址，并且将请求进行负载分发到后端的各个容器应用上。
Clusterip： 默认类型，自动分配一个仅cluster内部可以访问的虚拟ipNodePort： 在clusterip基础上为service在每台机器上绑定一个端口，这样就可以通过Nodeip:port方式来访问该服务Loadbalance: 在NodePort基础上，接触cloud provider创建一个外部负载均衡器，并将请求转发到nodeip:portexternalName： 把集群外部的服务引入到集群内部，在集群内中直接使用，没有任何类型的代理被创建
Service的创建和管理
1.创建deployment
[root@ecs-k8s home]# kubectl apply -f deployment.yml
deployment.apps/nginx-deployment created
[root@ecs-k8s home]# cat deployment.yml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx-deployment
labels:
app: nginx
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.12.2
ports:
- containerPort: 80
2.创建NodePort类型
[root@ecs-k8s home]# kubectl expose deployment nginx-deployment --type=NodePort
[root@ecs-k8s home]# kubectl get service
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes ClusterIP 10.247.0.1 <none> 443/TCP 89m
nginx-deployment NodePort 10.247.32.170 <none> 80:31103/TCP 7s
3.通过curl命令查看验证网站
[root@ecs-k8s home]# curl 192.168.0.217:30621
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
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>
实践：NameSpace
作用：
- Kubernetes可以使用NameSpace（命名空间）创建多个虚拟集群，NameSpace为名称提供一个范围。资源的Names在Namespace中具有唯一性
场景：
- 当团队或者项目中具有许多用户时候，可以考虑使用NameSpace来区分，a如果是少量用户集群，可以不需要考虑使用Namespace，如果需要它们提供特殊性质时，可以开始使用Namespace。
大多数的Kubernetes中的集群默认会有一个叫做default的namespace。实际上，应该是3个：
default：你的service和app默认被创建于此。kube-system：kubernetes系统组件使用。kube-public：公共资源使用。
1.创建命名空间
[root@ecs-k8s home]# kubectl create namespace test
namespace/test created
[root@ecs-k8s home]# kubectl get namespace
NAME STATUS AGE
default Active 102m
kube-node-lease Active 103m
kube-public Active 103m
kube-system Active 103m
test Active 5s
2.创建一个 POD 并指定此 POD 运行在 test 命名空间
[root@ecs-k8s home]# kubectl apply -f POD-1Container.yml --namespace=test
[root@ecs-k8s home]# kubectl get pod -n test
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
nginx 1/1 Running 0 15s
3.创建一个限制 CPU 和内存大小的 NameSpace
[root@ecs-k8s home]# kubectl create namespace quota-mem-cpu-example
namespace/quota-mem-cpu-example created
[root@ecs-k8s home]#
[root@ecs-k8s home]# kubectl get namespace
NAME STATUS AGE
default Active 106m
kube-node-lease Active 106m
kube-public Active 106m
kube-system Active 106m
quota-mem-cpu-example Active 8s
test Active 3m16s
4.创建 ResourceQuota 并和 NameSpace 进行关联。
# 使用resourceQuota关联命名空间管理资源限制大小
[root@ecs-k8s home]# kubectl create -f ns-cpu-mem.yml --namespace=quota-mem-cpu-example
resourcequota/mem-cpu-demo created
[root@ecs-k8s home]# cat ns-cpu-mem.yml
apiVersion: v1
kind: ResourceQuota
metadata:
name: mem-cpu-demo
spec:
hard:
requests.cpu: "1"
requests.memory: 1Gi
limits.cpu: "2"
limits.memory: 2Gi
5.查看resourcequota
[root@ecs-k8s home]# kubectl get resourcequota -n quota-mem-cpu-example
NAME CREATED AT
mem-cpu-demo 2021-09-29T02:48:28Z
添加限制
以上刚创建的 ResourceQuota 对象将在 quota-mem-cpu-example 名字空间中添加以下限
制：
每个容器必须设置内存请求（memory request），内存限额（memory limit），cpu 请求
（cpu request）和 cpu 限额（cpu limit）。
+ 所有容器的内存请求总额不得超过 1 GiB。
+ 所有容器的内存限额总额不得超过 2 GiB。
+ 所有容器的 CPU 请求总额不得超过 1 CPU。
+ 所有容器的 CPU 限额总额不得超过 2 CPU
1.创建POD 指定命名空间
[root@ecs-k8s home]# kubectl create -f quota-mem-cpu-pod.yml --namespace=quota-mem-cpu-example
pod/quota-mem-cpu-demo created
2.查看Pod是否正常运行
[root@ecs-k8s home]# kubectl get pod quota-mem-cpu-demo --namespace=quota-mem-cpu-example
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
quota-mem-cpu-demo 1/1 Running 0 61s
3.使用第二个POD
[root@ecs-k8s home]# cat quota-mem-cpu-pod-2.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: quota-mem-cpu-demo-2
spec:
containers:
- name: quota-mem-cpu-demo-2-ctr
image: redis
resources:
limits:
memory: "1Gi"
cpu: "800m"
requests:
memory: "700Mi"
cpu: "400m"
4.查看报错
[root@ecs-k8s home]# kubectl apply -f quota-mem-cpu-pod-2.yml --namespace=quota-mem-cpu-example
Error from server (Forbidden): error when creating "quota-mem-cpu-pod-2.yml": pods "quota-mem-cpu-demo-2" is forbidden: exceeded quota: mem-cpu-demo, requested: requests.memory=700Mi, used: requests.memory=600Mi, limited: requests.memory=1Gi
# 以下命令输出显示第二个 Pod 并没有创建成功。错误信息说明了如果创建第二个 Pod，内存
请求总额将超出名字空间的内存请求配额。
