Kubernetes(K8S) 入门进阶实战完整教程-03k8s的资源管理
本章主要介绍yaml语法和kubernetes的资源管理方式
资源管理介绍
- 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
- 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资源来实现这个功能
- 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
- 学习kubernetes的核心，就是学习如何对集群上的Pod、Pod控制器、Service、存储等各种资源进行操作
yaml语言介绍
- yaml语法介绍
● YAML是一个类似于XML、JSON的标记性语言。它强调的是以“数据”为中心，并不是以标记语言为重点。因而YAML本身的定义比较简单，号称是“一种人性化的数据格式语言”。
● YAML的语法比较简单，主要有下面的几个：
○ 大小写敏感。
○ 使用缩进表示层级关系。
○ 缩进不允许使用tab，只允许空格（低版本限制）。
○ 缩进的空格数不重要，只要相同层级的元素左对齐即可。
○ ‘#’表示注释。
● YAML支持以下几种数据类型：
○ 纯量：单个的、不能再分的值。
○ 对象：键值对的集合，又称为映射/哈希/字典。
○ 数组：一组按次序排列的值，又称为序列/列表。
# 纯量就是指一个简单的值：字符串、布尔、整数、浮点、null、时间、日期
# 1. 布尔
c1: true
c2: False
# 2. 整型
c3: 18
# 浮点型
c4: 3.14
# null类型，什么都不写也表示null，但推荐写~
c5: ~
# 日期类型
c6: 2022-06-07
# 时间类型
c7: 2022-06-08T11:24:25+08:00
# 字符串类型,简单写法，直接写值，如果字符串中有特殊字符，必须使用双引号或单引号进行包裹
c8: 百度搜索<专职csdn>或<专职博客园>
# 字符串过多时可以拆成多行来写，每一行会被转化成一个空格
c9: 'abc
def'
# 对象
# 形式1，推荐
heima1:
age: 15
address: beijing
# 形式2，了解
heima2: {age: 15, address: beijing}
# 数组
# 形式1，推荐
address:
- 昌平
- 顺义
# 形式2，了解
address: [昌平, 顺义]
- 小提示：
书写yaml要切记冒号：后面+一个空格
如果需要将多段yaml配置放在一个文件中，中间要使用---分割
下面是一个yaml转json的网站，可以通过它验证yaml是否书写正确
yaml2json
资源管理方式-介绍
- 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
apply相当于create/patch(创建和更新)的结合体, 没有这个资源就创建，有了这个资源就更新
kubectl apply -f nginx-pod.yaml
| 类型 | 操作 | 适用场景 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|---|---|
| 命令式对象管理 | 对象 | 测试 | 简单 | 只能操作活动对象，无法审计、跟踪 |
| 命令式对象配置 | 文件 | 开发 | 可以审计、跟踪 | 项目大的时候，配置文件多，操作麻烦 |
| 声明式对象配置 | 目录 | 开发 | 支持目录操作 | 意外情况下难以调试 |
资源管理方式-命令式对象管理
- kubectl
kubectl是kubernetes集群的命令行工具，通过它能够对集群本身进行管理，并能够在集群上进行容器化应用的安装部署
kubectl命令语法如下：
kubectl [command] [type] [name] [flags]
- command: 指定要对资源进行的操作，如get create delete
- type: 指定资源类型比如，deployment pod service
- name: 指定资源的名称，名称大小写敏感
- flags: 指定额外的可选参数
# 查看所有pod
kubectl get pod
# 查看某个pod
kubectl get pod pod_name
# 查看某个pod，以yaml格式展示结果
kubectl get pod pod_name -o yaml
# 查看某个pod，以json格式展示结果
kubectl get pod nginx-6867cdf567-h2z4p -o json
- kubernetes允许对资源进行多种操作，可以通过--help查看详细的操作命令：
kubectl --help
经常使用的操作如下命令：
（1）基本命令
| 命令 | 翻译 | 命令作用 |
|---|---|---|
| create | 创建 | 创建一个资源 |
| edit | 编辑 | 编辑一个资源 |
| get | 获取 | 获取一个资源 |
| patch | 更新 | 更新一个资源 |
| delete | 删除 | 删除一个资源 |
| explain | 解释 | 展示资源文档 |
（2）运行和调试
| 命令 | 翻译 | 命令作用 |
|---|---|---|
| run | 运行 | 在集群中运行一个指定的镜像 |
| expose | 暴露 | 暴露资源为Service |
| describe | 描述 | 显示资源内部信息 |
| logs | 日志 | 输出容器在Pod中的日志 |
| attach | 缠绕 | 进入运行中的容器 |
| exec | 执行 | 执行容器中的一个命令 |
| cp | 复制 | 在Pod内外复制文件 |
| rollout | 首次展示 | 管理资源的发布 |
| scale | 规模 | 扩（缩）容Pod的数量 |
| autoscale | 自动调整 | 自动调整Pod的数量 |
（3）高级命令
| 命令 | 翻译 | 命令作用 |
|---|---|---|
| apply | 应用 | 通过文件对资源进行配置 |
| label | 标签 | 更新资源上的标签 |
（4）其它命令
| 命令 | 翻译 | 命令作用 |
|---|---|---|
| cluster-info | 集群信息 | 显示集群信息 |
| version | 版本 | 显示当前Client和Server的版本 |
- 一个典型的错误解决，执行命令
kubectl describe pod nginx2-7f86978c4f-pfts
报错：
Warning FailedCreatePodSandBox 18m (x551 over 53m) kubelet, node1 (combined from similar events): Failed to create pod sandbox: rpc error: co
de = Unknown desc = failed to set up sandbox container "4ec6481cff90b85c317d7be9a5869c77e33155ad80ae4862244d3a2d88b6cb74" network for pod "nginx2-7f86
978c4f-pftsl": networkPlugin cni failed to set up pod "nginx2-7f86978c4f-pftsl_default" network: open /run/flannel/subnet.env: no such file or directo
ry
原因：每次重启服务器后，/run/flannel/subnet.env文件会被自动删除，包括flannel目录也会被删除
解决办法：自建一个脚本文件add_flannel_subnet_env.sh，每次重启后执行该脚本文件即可
#!/bin/bash
mkdir /run/flannel
cat > /run/flannel/subnet.env << EOF
FLANNEL_NETWORK=10.244.0.0/16
FLANNEL_SUBNET=10.244.0.1/24
FLANNEL_MTU=1450
FLANNEL_IPMASQ=true
EOF
systemctl restart docker
systemctl restart kubelet
执行命令：./add_flannel_subnet_env.sh
- 资源类型
kubernetes中所有的内容都抽象为资源，可以通过下面的命令进行查看：
kubectl api-resources
经常使用的资源如下所示：
（1）集群级别资源
| 资源名称 | 缩写 | 资源作用 |
|---|---|---|
| nodes | no | 集群组成部分 |
| namespaces | ns | 隔离Pod |
（2）pod资源
| 资源名称 | 缩写 | 资源作用 |
|---|---|---|
| Pods | po | 装载容器 |
（3）pod资源控制器
| 资源名称 | 缩写 | 资源作用 |
|---|---|---|
| replicationcontrollers | rc | 控制Pod资源 |
| replicasets | rs | 控制Pod资源 |
| deployments | deploy | 控制Pod资源 |
| daemonsets | ds | 控制Pod资源 |
| jobs | 控制Pod资源 | |
| cronjobs | cj | 控制Pod资源 |
| horizontalpodautoscalers | hpa | 控制Pod资源 |
| statefulsets | sts | 控制Pod资源 |
（4）服务发现资源
| 资源名称 | 缩写 | 资源作用 |
|---|---|---|
| services | svc | 统一Pod对外接口 |
| ingress | ing | 统一Pod对外接口 |
（5）存储资源
| 资源名称 | 缩写 | 资源作用 |
|---|---|---|
| volumeattachments | 存储 | |
| persistentvolumes | pv | 存储 |
| persistentvolumeclaims | pvc | 存储 |
（6）配置资源
| 资源名称 | 缩写 | 资源作用 |
|---|---|---|
| configmaps | cm | 配置 |
| secrets | 配置 |
- 下面以一个namespace / pod的创建和删除简单演示下命令的使用
# 创建一个namespace
kubectl create namespace dev
# 获取namespace
kubectl get ns
# 再此namespace下创建并运行一个nginx的pod
kubectl run pod --image=nginx:1.17.1 -n dev
# 查看新创建的pod
kubectl get pod -n dev
# 查看pod的详情
kubectl describe pods pod-cbb995bbf-6wcj2 -n dev
# 删除指定的pod，删除后你会发现又创建了个新的pod，原因是run命令默认不是用的pod, 而是用的pod控制器
kubectl delete pod pod-cbb995bbf-6wcj2
# 删除指定的namespace（同时会把ns命名空间下的资源也全部删除掉，比如刚刚在dev下创建的pod）
kubectl delete ns dev
- 扩展，kubectl可以再node节点上运行吗？
kubectl的运行时需要进行配置的，它的配置文件是$HOME/.kube, 如果想要在node节点上运行此命令，需要将master节点上的.kube文件复制到node节点上，即在master节点上执行下面的操作
scp -r $HOME/.kube node1:$HOME
资源管理方式-命令式对象配置
命令式对象配置：通过命令配置和配置文件去操作kubernetes资源。
- 创建一个nginxpod.yaml文件：
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
name: dev
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginxpod
namespace: dev
spec:
containers:
- name: nginx-containers
image: nginx:1.17.1
如果一个yaml文件里面想写两段yaml内容，就需要使用三个横杠：---
2. 执行create命令，创建资源
kubectl create -f nginxpod.yaml
3. 执行get命令查看资源
kubectl get -f nginxpod.yaml
4. 执行delete命令，删除资源
kubectl delete -f nginxpod.yaml
5. 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
声明式对象配置和命令式对象配置很相似，但是它只有一个命令apply。
# 首先执行一次 kubectl applay -f nginxpod.yaml，发现创建了资源
kubectl applay -f nginxpod.yaml
# 再执行一次，kubectl applay -f nginxpod.yaml， 发现资源没有改变
kubectl applay -f nginxpod.yaml
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
- 如果资源存在就更新，相当于kubectl patch
- 3种资源管理使用方式的推荐：
- 创建和更新资源使用声明式对象配置：kubectl apply -f xxx.yaml
- 删除资源使用命令式对象配置：kubectl delete -f xxx.yaml
- 查看资源使用命令式对象管理：kubectl get/describe [type] [name]
资源管理方式小结
- 扩展，如何在node节点上运行kubectl命令
kubectl命令的运行是需要读取配置文件的，它的配置文件是$HOME/.kube，如果想要在node节点上运行此命令，
需要在master节点上将.kube文件夹复制到node节点上，执行下面命令：
scp -r $HOME/.kube node1:$HOME
scp -r $HOME/.kube node2:$HOME
