K8S入门

原文链接：https://k8s.easydoc.net/docs/dRiQjyTY/28366845/6GiNOzyZ/9EX8Cp45

一、简介

为容器化应用提供集群部署和管理的开源工具，Google开发
主要特性：

• 高可用，不宕机，自动灾难恢复
• 灰度更新，不影响业务正常运转
• 一键回滚到历史版本
• 方便的伸缩扩展（应用伸缩，机器加减）、提供负载均衡
• 有一个完善的生态

需要熟悉docker和linux的基本使用

1、不同的应用部署方案

传统部署方式：

应用直接在物理机上部署，机器资源分配不好控制，出现Bug时，可能机器的大部分资源被某个应用占用，导致其他应用无法正常运行，无法做到应用隔离

虚拟机部署：

在单个物理机上运行多个虚拟机，每个虚拟机都是完整独立的系统，性能损耗大

容器部署：

所有容器共享主机的系统，轻量级的虚拟机，性能损耗小，资源隔离，CPU和内存可按需分配

2、什么时候需要K8S

Kubernets可以提供集中式的管理集群机器和应用，加机器、版本升级、版本回归都是一个命令搞定的事，不停机上的灰度更新，确保高可用、高性能、高扩展

Kubernets集群架构

master

主节点，控制平台，不需要很高性能，不跑任务，通常一个就行了，也可以开多个主节点来提高集群可用度

worker

工作节点，可以是虚拟机或物理计算机，任务都在这里跑，机器性能需要好点，通常有很多个，可以不断加机器扩大集群，每个工作节点由主节点管理

重要概念Pod

豆荚，K8S调度、管理的最小单位，一个Pod可以包含一个或多个容器，每个Pod有自己的虚拟IP，一个工作节点可以有多个pod，主节点会考量负载自动调度pod到哪个节点运行

Kube-apiserver：API服务器，公开了Kubernets API
etcd键值数据库：可以作为保存Kubernetes所以集群数据的后台数据库
kube-scheduler：调度Pod到哪个节点运行
kube-controller：集群控制器
cloud-controller：与云服务商交互

二、安装Kubernetes集群

安装方式介绍

• minikube

只是一个K8S集群模拟器，只有一个节点的集群，只为测试用，master和worker都在一起

• 直接用云平台Kubernetes

可视化搭建，只需简单几步就可以创建好一个集群
优点：安装简单，生态齐全，负载均衡器，存储等都给你配置好，简单操作就搞定

• 逻辑安装（Bare Metal）

至少需要两台机器（主节点、工作节点一台），需要自己按照Kubernetes组件，配置会稍微麻烦点
可以到各个云厂商按时租用服务器，费用低，用完就销毁
缺点：配置麻烦，缺少生态支持，例如负载均衡器、云存储

miniKube

Minikube是一种轻量化的Kubernetes集群，是Kubernetes社区为了帮助开发者和学习者能够更好学习和体验k8s功能而推出的，借助个人PC的虚拟化环境就可以实现Kubernetes的快速构建启动。目前已支持在macOS、Linux、Windows平台上利用各类本地虚拟化环境作为驱动运行。
按照方法参考文档：

https://minikube.sigs.k8s.io/docs/start/

注意！需要先安装好docker
可以用exe进行安装，也可以用命令行安装

安装完可以启动集群

# 启动集群
minikube start
# 查看节点。kubectl 是一个用来跟 K8S 集群进行交互的命令行工具
kubectl get node
# 停止集群
minikube stop
# 清空集群
minikube delete --all
# 安装集群可视化 Web UI 控制台
minikube dashboard

docker里面设置镜像

添加国内镜像

{
    "experimental": false,
    "debug": true,
    "registry-mirrors": [
        "https://xxxxxx.mirror.aliyuncs.com",
        "http://hub-mirror.c.163.com"
    ]
}

安装完成minikube之后，用命令行启动minikube start
启动成功会看到

kubectl get node 查看节点

逻辑搭建

在腾讯云里面的容器服务，去买服务器，可以选最低配，master节点是腾讯云托管的，配置worker节点就行

主节点需要组件

• docker（也可以是其他容器运行时）
• kubectl 集群命令行交互工具
• kubeadm 集群初始化工具

工作节点需要组件

• docker（也可以是其他容器运行时）
• kubelet 管理 Pod 和 容器，确保他们健康稳定运行
• kube-proxy 网络代理，负责网络相关的工作

安装服务器及配置

创建两台服务器之后，再创建一个CVM服务器
安装好五台服务器之后

用Xshell连接到上面的三个主机

# 每个节点分别设置对应主机名
hostnamectl set-hostname master
hostnamectl set-hostname node1
hostnamectl set-hostname node2

# 所有节点都修改 hosts，内网ip
vim /etc/hosts
10.0.0.13 node1
10.0.0.2 node2
10.0.0.9 master

配置好之后，ping node1 (node2，master)试一下看能不能通

# 所有节点关闭 SELinux
setenforce 0
sed -i --follow-symlinks 's/SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/g' /etc/sysconfig/selinux

确保所有防火墙关闭

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld

添加安装源（所有节点）

# 添加 k8s 安装源
cat <<EOF > kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgcheck=0
repo_gpgcheck=0
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
EOF
mv kubernetes.repo /etc/yum.repos.d/
 
# 添加 Docker 安装源
yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

安装所需组件（所有节点）

yum install -y kubelet-1.22.4 kubectl-1.22.4 kubeadm-1.22.4 docker-ce

启动 kubelet、docker，并设置开机启动（所有节点）

systemctl enable kubelet
systemctl start kubelet
systemctl enable docker
systemctl start docker

---

下面这部分内容可能有错误！有错的话按照下面的解决方案执行！！！！！！！

原文连接：https://k8s.easydoc.net/docs/dRiQjyTY/28366845/6GiNOzyZ/nd7yOvdY

修改docker配置（所有节点）

# kubernetes 官方推荐 docker 等使用 systemd 作为 cgroupdriver，否则 kubelet 启动不了
cat <<EOF > daemon.json
{
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
  "registry-mirrors": ["https://ud6340vz.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF
mv daemon.json /etc/docker/
 
# 重启生效
systemctl daemon-reload
systemctl restart docker

用 kubeadm 初始化集群（仅在主节点跑），

# 初始化集群控制台 Control plane
# 失败了可以用 kubeadm reset 重置
kubeadm init --image-repository=registry.aliyuncs.com/google_containers
 
# 记得把 kubeadm join xxx 保存起来
# 忘记了重新获取：kubeadm token create --print-join-command
 
# 复制授权文件，以便 kubectl 可以有权限访问集群
# 如果你其他节点需要访问集群，需要从主节点复制这个文件过去其他节点
mkdir -p $HOME/.kube
cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
 
# 在其他机器上创建 ~/.kube/config 文件也能通过 kubectl 访问到集群

注意在kubeamd init哪里可能会报错：

安装 Docker 软件
注意： lz在这里安装的最新版本docker，但由于新版本k8s已经弃用docker，所以需要安装对应版本的docker，lz是在这里安装的最新版本，然后再降低docker到可用版本。安装一定要保证docker的版本相同否则可能会出现如下报错，可以通过yum downgrade --setopt=obsoletes=0 -y docker-ce-\({version} docker-ce-selinux-\){version} containerd.io实现降级，或者参考Docker高版本降级到指定版本

把工作节点加入集群（只在工作节点跑）

kubeadm join 172.16.32.10:6443 --token xxx --discovery-token-ca-cert-hash xxx

---

上面的两个分割线之间可能出问题，可能会报docker版本高什么的，最终kubeadm init会报错
如果报错，可以重新按照这个配置一下：

https://www.cnblogs.com/oaoa/p/17301550.html

成功的话会生成这个，一定要保存起来，可以让其他节点加入集群

kubeadm join 10.0.0.9:6443 --token 7bq4lz.qj7e6fp72t0ydis4 --discovery-token-ca-cert-hash sha256:51b258c57b80b8c7bd9e6c372a50fd208f0af8aeea33f546b53da4b71d630692 

其他节点加入之后，可以在master上面查看节点
kubectl get node

安装网络插件，否则node是NotReady状态（主节点跑）

# 很有可能国内网络访问不到这个资源，你可以网上找找国内的源安装 flannel
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml
 
# 如果上面的插件安装失败，可以选用 Weave，下面的命令二选一就可以了。
kubectl apply -f https://github.com/weaveworks/weave/releases/download/v2.8.1/weave-daemonset-k8s.yaml
kubectl apply -f http://static.corecore.cn/weave.v2.8.1.yaml
 
# 更多其他网路插件查看下面介绍，自行网上找 yaml 安装
https://blog.csdn.net/ChaITSimpleLove/article/details/117809007

请注意，flannel 插件安装不上（因为网络问题），这样会导致后面名字访问服务用不了，
大家可以改用 weave 或者使用香港服务器或者寻找国内的源安装

安装完过一会就会变成ready状态

三、部署应用到集群中

首先要确定docker里面的miniKube是启动状态

在命令行里面运行

kubectl run testapp --image=ccr.ccs.tencentyun.com/k8s-tutorial/test-k8s:v1

命令行也行，用配置文件也可以

Pod

单独管理

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: test-pod
spec:
  # 定义容器，可以多个
  containers:
    - name: test-k8s # 容器名字
      image: ccr.ccs.tencentyun.com/k8s-tutorial/test-k8s:v1 # 镜像

可以在一个地方建一个pod.yaml文件，在yaml文件中写入上面的内容，然后转到那个目录下执行
kubectl apply -f .\pod.yaml
kubectl get pod

Deployment

批量管理

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  # 部署名字
  name: test-k8s
spec:
  replicas: 2
  # 用来查找关联的 Pod，所有标签都匹配才行
  selector:
    matchLabels:
      app: test-k8s
  # 定义 Pod 相关数据
  template:
    metadata:
      labels:
        app: test-k8s
    spec:
      # 定义容器，可以多个
      containers:
      - name: test-k8s # 容器名字
        image: ccr.ccs.tencentyun.com/k8s-tutorial/test-k8s:v1 # 镜像

建一个app.yaml文件，在yaml文件中写入上面的内容，然后转到那个目录下执行
kubectl apply -f .\app.yaml
kubectl get pod -o wide 可以看到每个节点的id

Deployment 通过 label 关联起来 Pods

# 部署应用
kubectl apply -f app.yaml
# 查看 deployment
kubectl get deployment
# 查看 pod
kubectl get pod -o wide
# 查看 pod 详情
kubectl describe pod pod-name
# 查看 log
kubectl logs pod-name
# 进入 Pod 容器终端， -c container-name 可以指定进入哪个容器。
kubectl exec -it pod-name -- bash
# 伸缩扩展副本
kubectl scale deployment test-k8s --replicas=5
# 把集群内端口映射到节点
kubectl port-forward pod-name 8090:8080
# 查看历史
kubectl rollout history deployment test-k8s
# 回到上个版本
kubectl rollout undo deployment test-k8s
# 回到指定版本
kubectl rollout undo deployment test-k8s --to-revision=2
# 删除部署
kubectl delete deployment test-k8s

在xshell里面master主机
vim app.yaml
把deployment里的内容复制进去，可以先i，然后设置成:set paste来防止格式混乱，然后esc :wq退出

Pod 报错解决

如果你运行 kubectl describe pod/pod-name 发现 Events 中有下面这个错误

networkPlugin cni failed to set up pod "test-k8s-68bb74d654-mc6b9_default" network: open /run/flannel/subnet.env: no such file or directory

在每个节点创建文件/run/flannel/subnet.env写入以下内容，配置后等待一会就好了

FLANNEL_NETWORK=10.244.0.0/16
FLANNEL_SUBNET=10.244.0.1/24
FLANNEL_MTU=1450
FLANNEL_IPMASQ=true

更多命令

# 查看全部
kubectl get all
# 重新部署
kubectl rollout restart deployment test-k8s
# 命令修改镜像，--record 表示把这个命令记录到操作历史中
kubectl set image deployment test-k8s test-k8s=ccr.ccs.tencentyun.com/k8s-tutorial/test-k8s:v2-with-error --record
# 暂停运行，暂停后，对 deployment 的修改不会立刻生效，恢复后才应用设置
kubectl rollout pause deployment test-k8s
# 恢复
kubectl rollout resume deployment test-k8s
# 输出到文件
kubectl get deployment test-k8s -o yaml >> app2.yaml
# 删除全部资源
kubectl delete all --all

将 Pod 指定到某个节点运行：nodeselector
限定 CPU、内存总量：文档

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
  labels:
    env: test
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx
    imagePullPolicy: IfNotPresent
  nodeSelector:
    disktype: ssd

工作负载分类

• Deployment
  适合无状态应用，所有pod等价，可替代
• StatefulSet
  有状态的应用，适合数据库这种类型。
• DaemonSet
  在每个节点上跑一个 Pod，可以用来做节点监控、节点日志收集等
• Job & CronJob
  Job 用来表达的是一次性的任务，而 CronJob 会根据其时间规划反复运行。

文档

现存问题

• 每次只能访问一个 pod，没有负载均衡自动转发到不同 pod
• 访问还需要端口转发
• Pod 重创后 IP 变了，名字也变了

四、Service

特性

• Service 通过 label 关联对应的 Pod
• Servcie 生命周期不跟 Pod 绑定，不会因为 Pod 重创改变 IP
• 提供了负载均衡功能，自动转发流量到不同 Pod
• 可对集群外部提供访问端口
• 集群内部可通过服务名字访问
  
  创建Service，通过表亲test-k8s跟对应的Pod关联上
  service.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: test-k8s
spec:
  selector:
    app: test-k8s    # 和pod的label对应起来
  type: ClusterIP
  ports:
    - port: 8080        # 本 Service 的端口
      targetPort: 8080  # 容器端口

本地主机上的重新部署一下

kubectl get all
kubectl delete all --all  # 把之前部署的全部清除
kubectl apply -f ./app.yaml # 重新部署一下
kubectl apply -f ./service.yaml
kubectl get pod 
kubectl get service
kubectl get svc # 查看服务还可以用这个缩写

应用配置 kubectl apply -f service.yaml
查看服务 kubectl get svc

查看服务详情 kubectl describe svc test-k8s，可以发现 Endpoints 是各个 Pod 的 IP，也就是他会把流量转发到这些节点。

服务的默认类型是ClusterIP，只能在集群内部访问，我们可以进入到 Pod 里面访问：
kubectl exec -it pod-name -- bash
curl http://test-k8s:8080
如果要在集群外部访问，可以通过端口转发实现（只适合临时测试用）：
kubectl port-forward service/test-k8s 8888:8080
如果你用 minikube，也可以这样minikube service test-k8s

对外暴露服务

上面我们是通过端口转发的方式可以在外面访问到集群里的服务，如果想要直接把集群服务暴露出来，我们可以使用NodePort和 Loadbalancer 类型的 Service

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: test-k8s
spec:
  selector:
    app: test-k8s
  # 默认 ClusterIP 集群内可访问，NodePort 节点可访问，LoadBalancer 负载均衡模式（需要负载均衡器才可用）
  type: NodePort
  ports:
    - port: 8080        # 本 Service 的端口
      targetPort: 8080  # 容器端口
      nodePort: 31000   # 节点端口，范围固定 30000 ~ 32767

应用配置 kubectl apply -f service.yaml
在节点上，我们可以 curl http://localhost:31000/hello/easydoc 访问到应用
并且是有负载均衡的，网页的信息可以看到被转发到了不同的 Pod

hello easydoc 
 
IP lo172.17.0.8, hostname: test-k8s-68bb74d654-962lh

如果你是用 minikube，因为是模拟集群，你的电脑并不是节点，节点是 minikube 模拟出来的，所以你并不能直接在电脑上访问到服务

Loadbalancer 也可以对外提供服务，这需要一个负载均衡器的支持，因为它需要生成一个新的 IP 对外服务，否则状态就一直是 pendding，这个很少用了，后面我们会讲更高端的 Ingress 来代替它。

多端口

多端口时必须配置 name， 文档

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: test-k8s
spec:
  selector:
    app: test-k8s
  type: NodePort
  ports:
    - port: 8080        # 本 Service 的端口
      name: test-k8s    # 必须配置
      targetPort: 8080  # 容器端口
      nodePort: 31000   # 节点端口，范围固定 30000 ~ 32767
    - port: 8090
      name: test-other
      targetPort: 8090
      nodePort: 32000

总结

ClusterIP

默认的，仅在集群内可用

NodePort

暴露端口到节点，提供了集群外部访问的入口
端口范围固定 30000 ~ 32767

LoadBalancer

需要负载均衡器（通常都需要云服务商提供，裸机可以安装 METALLB 测试）
会额外生成一个 IP 对外服务
K8S 支持的负载均衡器：负载均衡器

Headless

适合数据库
clusterIp 设置为 None 就变成 Headless 了，不会再分配 IP，后面会再讲到具体用法
官网文档

五、StatefuSet

什么是 StatefulSet

StatefulSet 是用来管理有状态的应用，例如数据库。
前面我们部署的应用，都是不需要存储数据，不需要记住状态的，可以随意扩充副本，每个副本都是一样的，可替代的。
而像数据库、Redis 这类有状态的，则不能随意扩充副本。
StatefulSet 会固定每个 Pod 的名字

部署 StatefulSet 类型的 Mongodb

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: mongodb
spec:
  serviceName: mongodb
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: mongodb
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mongodb
    spec:
      containers:
        - name: mongo
          image: mongo:4.4
          # IfNotPresent 仅本地没有镜像时才远程拉，Always 永远都是从远程拉，Never 永远只用本地镜像，本地没有则报错
          imagePullPolicy: IfNotPresent
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: mongodb
spec:
  selector:
    app: mongodb     # 要和pod对应上
  type: ClusterIP
  # HeadLess
  clusterIP: None
  ports:
    - port: 27017
      targetPort: 27017

kubectl apply -f mongo.yaml

StatefulSet 特性

• Service 的 CLUSTER-IP 是空的，Pod 名字也是固定的。
• Pod 创建和销毁是有序的，创建是顺序的，销毁是逆序的。
• Pod 重建不会改变名字，除了IP，所以不要用IP直连

Endpoints 会多一个 hostname

访问时，如果直接使用 Service 名字连接，会随机转发请求
要连接指定 Pod，可以这样pod-name.service-name
运行一个临时 Pod 连接数据测试下
kubectl run mongodb-client --rm --tty -i --restart='Never' --image docker.io/bitnami/mongodb:4.4.10-debian-10-r20 --command -- bash

Web 应用连接 Mongodb

在集群内部，我们可以通过服务名字访问到不同的服务
指定连接第一个：mongodb-0.mongodb

问题
pod 重建后，数据库的内容丢失了
下节，我们讲解如何解决这个问题。

六、数据持久化

介绍

kubernetes 集群不会为你处理数据的存储，我们可以为数据库挂载一个磁盘来确保数据的安全。
你可以选择云存储、本地磁盘、NFS。

• 本地磁盘：可以挂载某个节点上的目录，但是这需要限定 pod 在这个节点上运行
• 云存储：不限定节点，不受集群影响，安全稳定；需要云服务商提供，裸机集群是没有的。
• NFS：不限定节点，不受集群影响

hostPath 挂载示例

把节点上的一个目录挂载到 Pod，但是已经不推荐使用了，文档
配置方式简单，需要手动指定 Pod 跑在某个固定的节点。
仅供单节点测试使用；不适用于多节点集群。
minikube 提供了 hostPath 存储，文档

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: mongodb
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: mongodb
  serviceName: mongodb
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mongodb
    spec:
      containers:
        - name: mongo
          image: mongo:4.4
          # IfNotPresent 仅本地没有镜像时才远程拉，Always 永远都是从远程拉，Never 永远只用本地镜像，本地没有则报错
          imagePullPolicy: IfNotPresent
          volumeMounts:
            - mountPath: /data/db # 容器里面的挂载路径
              name: mongo-data    # 卷名字，必须跟下面定义的名字一致
      volumes:
        - name: mongo-data              # 卷名字
          hostPath:
            path: /data/mongo-data      # 节点上的路径
            type: DirectoryOrCreate     # 指向一个目录，不存在时自动创建

可以往数据库里面写一条测试
然后重启数据库
kubectl rollout restart statefulset mongodb
kubectl delete statefulset mongodb

更高级的抽象

Storage Class (SC)

将存储卷划分为不同的种类，例如：SSD，普通磁盘，本地磁盘，按需使用。文档

apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: slow
provisioner: kubernetes.io/aws-ebs
parameters:
  type: io1
  iopsPerGB: "10"
  fsType: ext4

Persistent Volume (PV)

描述卷的具体信息，例如磁盘大小，访问模式。文档，类型，Local 示例

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: mongodata
spec:
  capacity:
    storage: 2Gi
  volumeMode: Filesystem  # Filesystem（文件系统） Block（块）
  accessModes:
    - ReadWriteOnce       # 卷可以被一个节点以读写方式挂载
  persistentVolumeReclaimPolicy: Delete
  storageClassName: local-storage
  local:
    path: /root/data
  nodeAffinity:
    required:
      # 通过 hostname 限定在某个节点创建存储卷
      nodeSelectorTerms:
        - matchExpressions:
            - key: kubernetes.io/hostname
              operator: In
              values:
                - node2

Persistent Volume Claim (PVC)

对存储需求的一个申明，可以理解为一个申请单，系统根据这个申请单去找一个合适的 PV
还可以根据 PVC 自动创建 PV

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: mongodata
spec:
  accessModes: ["ReadWriteOnce"]
  storageClassName: "local-storage"
  resources:
    requests:
      storage: 2Gi

为什么要这么多层抽象

• 更好的分工，运维人员负责提供好存储，开发人员不需要关注磁盘细节，只需要写一个申请单。
• 方便云服务商提供不同类型的，配置细节不需要开发者关注，只需要一个申请单。
• 动态创建，开发人员写好申请单后，供应商可以根据需求自动创建所需存储卷。

腾讯云示例

本地磁盘示例

不支持动态创建，需要提前创建好

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: mongodb
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: mongodb
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mongodb
    spec:
      containers:
        image: mongo:5.0
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        name: mongo
        volumeMounts:
          - mountPath: /data/db
            name: mongo-data
      volumes:
        - name: mongo-data
          persistentVolumeClaim:
             claimName: mongodata
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: mongodb
spec:
  clusterIP: None
  ports:
  - port: 27017
    protocol: TCP
    targetPort: 27017
  selector:
    app: mongodb
  type: ClusterIP
---
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
  name: local-storage
provisioner: kubernetes.io/no-provisioner
volumeBindingMode: WaitForFirstConsumer
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: mongodata
spec:
  capacity:
    storage: 2Gi
  volumeMode: Filesystem  # Filesystem（文件系统） Block（块）
  accessModes:
    - ReadWriteOnce       # 卷可以被一个节点以读写方式挂载
  persistentVolumeReclaimPolicy: Delete
  storageClassName: local-storage
  local:
    path: /root/data
  nodeAffinity:
    required:
      # 通过 hostname 限定在某个节点创建存储卷
      nodeSelectorTerms:
        - matchExpressions:
            - key: kubernetes.io/hostname
              operator: In
              values:
                - node2
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: mongodata
spec:
  accessModes: ["ReadWriteOnce"]
  storageClassName: "local-storage"
  resources:
    requests:
      storage: 2Gi

问题

当前数据库的连接地址是写死在代码里的，另外还有数据库的密码需要配置。

七、ConfigMap & Secret

ConfigMap

数据库连接地址，这种可能根据部署环境变化的，我们不应该写死在代码里。
Kubernetes 为我们提供了 ConfigMap，可以方便的配置一些变量。文档
configmap.yaml

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: mongo-config
data:
  mongoHost: mongodb-0.mongodb

# 应用
kubectl apply -f configmap.yaml
# 查看
kubectl get configmap mongo-config -o yaml

Secret

一些重要数据，例如密码、TOKEN，我们可以放到 secret 中。文档，配置证书

注意，数据要进行 Base64 编码。Base64 工具

secret.yaml

apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: mongo-secret
# Opaque 用户定义的任意数据，更多类型介绍 https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/configuration/secret/#secret-types
type: Opaque
data:
  # 数据要 base64。https://tools.fun/base64.html
  mongo-username: bW9uZ291c2Vy
  mongo-password: bW9uZ29wYXNz

# 应用
kubectl apply -f secret.yaml
# 查看
kubectl get secret mongo-secret -o yaml

使用方法

作为环境变量使用

apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: mongodb
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: mongodb
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mongodb
    spec:
      containers:
        - name: mongo
          image: mongo:4.4
          # IfNotPresent 仅本地没有镜像时才远程拉，Always 永远都是从远程拉，Never 永远只用本地镜像，本地没有则报错
          imagePullPolicy: IfNotPresent
          env:
          - name: MONGO_INITDB_ROOT_USERNAME
            valueFrom:
              secretKeyRef:
                name: mongo-secret
                key: mongo-username
          - name: MONGO_INITDB_ROOT_PASSWORD
            valueFrom:
              secretKeyRef:
                name: mongo-secret
                key: mongo-password
          # Secret 的所有数据定义为容器的环境变量，Secret 中的键名称为 Pod 中的环境变量名称
          # envFrom:
          # - secretRef:
          #     name: mongo-secret

挂载为文件（更适合证书文件）

挂载后，会在容器中对应路径生成文件，一个 key 一个文件，内容就是 value，文档

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mypod
spec:
  containers:
  - name: mypod
    image: redis
    volumeMounts:
    - name: foo
      mountPath: "/etc/foo"
      readOnly: true
  volumes:
  - name: foo
    secret:
      secretName: mysecret

八、Helm & 命名空间

介绍

Helm类似 npm，pip，docker hub, 可以理解为是一个软件库，可以方便快速的为我们的集群安装一些第三方软件。
使用 Helm 我们可以非常方便的就搭建出来 MongoDB / MySQL 副本集群，YAML 文件别人都给我们写好了，直接使用。官网，应用中心

安装 Helm

安装 文档
curl https://raw.githubusercontent.com/helm/helm/main/scripts/get-helm-3 | bash

安装 MongoDB 示例

# 安装
helm repo add bitnami https://charts.bitnami.com/bitnami
helm install my-mongo bitnami/mongodb
# 指定密码和架构
helm install my-mongo bitnami/mongodb --set architecture="replicaset",auth.rootPassword="mongopass"
# 删除
helm ls
helm delete my-mongo
# 查看密码
kubectl get secret my-mongo-mongodb -o json
kubectl get secret my-mongo-mongodb -o yaml > secret.yaml
# 临时运行一个包含 mongo client 的 debian 系统
kubectl run mongodb-client --rm --tty -i --restart='Never' --image docker.io/bitnami/mongodb:4.4.10-debian-10-r20 --command -- bash
# 进去 mongodb
mongo --host "my-mongo-mongodb" -u root -p mongopass
# 也可以转发集群里的端口到宿主机访问 mongodb
kubectl port-forward svc/my-mongo-mongodb 27017:27018

命名空间

如果一个集群中部署了多个应用，所有应用都在一起，就不太好管理，也可以导致名字冲突等。
我们可以使用 namespace 把应用划分到不同的命名空间，跟代码里的 namespace 是一个概念，只是为了划分空间。

# 创建命名空间
kubectl create namespace testapp
# 部署应用到指定的命名空间
kubectl apply -f app.yml --namespace testapp
# 查询
kubectl get pod --namespace kube-system

可以用 kubens 快速切换 namespace

# 切换命名空间
kubens kube-system
# 回到上个命名空间
kubens -
# 切换集群
kubectx minikube

九、Ingress

介绍

Ingress 为外部访问集群提供了一个 统一 入口，避免了对外暴露集群端口；
功能类似 Nginx，可以根据域名、路径把请求转发到不同的 Service。
可以配置 https

跟 LoadBalancer 有什么区别？

LoadBalancer 需要对外暴露端口，不安全；
无法根据域名、路径转发流量到不同 Service，多个 Service 则需要开多个 LoadBalancer；
功能单一，无法配置 https

使用

要使用 Ingress，需要一个负载均衡器 + Ingress Controller
如果是裸机（bare metal) 搭建的集群，你需要自己安装一个负载均衡插件，可以安装 METALLB
如果是云服务商，会自动给你配置，否则你的外部 IP 会是 “pending” 状态，无法使用。
文档：Ingress
Minikube 中部署 Ingress Controller：nginx
Helm 安装： Nginx

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: simple-example
spec:
  ingressClassName: nginx
  rules:
  - host: tools.fun
    http:
      paths:
      - path: /easydoc
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: service1
            port:
              number: 4200
      - path: /svnbucket
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: service2
            port:
              number: 8080

腾讯云配置 Ingress 演示