Kubernetes之实战入门
2024-06-01 10:12:58
Namespace
Namespace是kubernetes系统中的一种非常重要资源，它的主要作用是用来实现多套环境的资源隔 离或者多租户的资源隔离。
默认情况下，kubernetes集群中的所有的Pod都是可以相互访问的。但是在实际中，可能不想让两个 Pod之间进行互相的访问，那此时就可以将两个Pod划分到不同的namespace下。kubernetes通过将集 群内部的资源分配到不同的Namespace中，可以形成逻辑上的"组"，以方便不同的组的资源进行隔离使
用和管理。
可以通过kubernetes的授权机制，将不同的namespace交给不同租户进行管理，这样就实现了多租
户的资源隔离。此时还能结合kubernetes的资源配额机制，限定不同租户能占用的资源，例如CPU使用量、内存使用量等等，来实现租户可用资源的管理。
kubernetes在集群启动之后，会默认创建几个namespace
[root@master ~]# kubectl get namespace
NAME STATUS AGE
default Active 45h # 所有未指定Namespace的对象都会被分配在default命名空间
kube-node-lease Active 45h # 集群节点之间的心跳维护，v1.13开始引入
kube-public Active 45h # 此命名空间下的资源可以被所有人访问（包括未认证用 户）
kube-system Active 45h # 所有由Kubernetes系统创建的资源都处于这个命名空间namespace资源的具体操作：
查看
# 1 查看所有的ns 命令：
kubectl get ns
[root@master ~]# kubectl get ns
NAME STATUS AGE
default Active 45h
kube-node-lease Active 45h
kube-public Active 45h
kube-system Active 45h# 2 查看指定的ns 命令：kubectl get ns ns名称
[root@master ~]# kubectl get ns default
NAME STATUS AGE
default Active 45h# 3 指定输出格式 命令：kubectl get ns ns名称 -o 格式参数
# kubernetes支持的格式有很多，比较常见的是wide、json、yaml
[root@master ~]# kubectl get ns default -o yaml
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata: creationTimestamp: "2020-04-05T04:44:16Z" name: default resourceVersion: "151" selfLink: /api/v1/namespaces/default uid: 7405f73a-e486-43d4-9db6-145f1409f090
spec: finalizers: - kubernetes
status: phase: Active# 4 查看ns详情 命令：kubectl describe ns ns名称
[root@master ~]# kubectl describe ns default
Name: default
Labels: <none>
Annotations: <none>
Status: Active # Active 命名空间正在使用中 Terminating 正在删除命名空间# ResourceQuota 针对namespace做的资源限制
# LimitRange针对namespace中的每个组件做的资源限制
No resource quota.
No LimitRange resource.
创建
# 创建namespace
[root@master ~]# kubectl create ns
dev namespace/dev created删除
# 删除namespace
[root@master ~]# kubectl delete ns dev
namespace "dev" deleted配置方式
首先准备一个yaml文件：ns-dev.yaml
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata: name: dev然后就可以执行对应的创建和删除命令了：创建：kubectl create -f ns-dev.yaml删除：kubectl delete -f ns-dev.yaml
Pod
Pod是kubernetes集群进行管理的最小单元，程序要运行必须部署在容器中，而容器必须存在于Pod 中。
Pod可以认为是容器的封装，一个Pod中可以存在一个或者多个容器。
kubernetes在集群启动之后，集群中的各个组件也都是以Pod方式运行的。可以通过下面命令查看：
[root@master ~]# kubectl get pod -n kube-system
NAMESPACE NAME READY STATUS RESTARTS AGE
kube-system coredns-6955765f44-68g6v 1/1 Running 0 2d1h
kube-system coredns-6955765f44-cs5r8 1/1 Running 0 2d1h
kube-system etcd-master 1/1 Running 0 2d1h
kube-system kube-apiserver-master 1/1 Running 0 2d1h
kube-system kube-controller-manager-master 1/1 Running 0 2d1h
kube-system kube-flannel-ds-amd64-47r25 1/1 Running 0 2d1h
kube-system kube-flannel-ds-amd64-ls5lh 1/1 Running 0 2d1h
kube-system kube-proxy-685tk 1/1 Running 0 2d1h
kube-system kube-proxy-87spt 1/1 Running 0 2d1h
kube-system kube-scheduler-master 1/1 Running 0 2d1h配置操作
创建一个pod-nginx.yaml，内容如下：
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata: name: nginx namespace: dev
spec: containers: - image: nginx:1.17.1 name: pod ports: - name: nginx-port containerPort: 80 protocol: TCP然后就可以执行对应的创建和删除命令了：创建：kubectl create -f pod-nginx.yaml删除：kubectl delete -f pod-nginx.yaml
访问Pod
# 获取podIP
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev -o wide删除指定Pod
# 删除指定Pod
[root@master ~]# kubectl delete pod nginx-5ff7956ff6-fg2db -n dev
pod "nginx-5ff7956ff6-fg2db" deleted# 此时，显示删除Pod成功，但是再查询，发现又新产生了一个
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
nginx-5ff7956ff6-jj4ng 1/1 Running 0 21s# 这是因为当前Pod是由Pod控制器创建的，控制器会监控Pod状况，一旦发现Pod死亡，会立即重建
# 此时要想删除Pod，必须删除Pod控制器# 先来查询一下当前namespace下的Pod控制器
[root@master ~]# kubectl get deploy -n dev
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
nginx 1/1 1 1 9m7s# 接下来，删除此PodPod控制器
[root@master ~]# kubectl delete deploy nginx -n dev
deployment.apps "nginx" deleted# 稍等片刻，再查询Pod，发现Pod被删除了
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
No resources found in dev namespace.
Label
Label是kubernetes系统中的一个重要概念。它的作用就是在资源上添加标识，用来对它们进行区分和 选择。
Label的特点：
- 一个Label会以key/value键值对的形式附加到各种对象上，如Node、Pod、Service等等
- 一个资源对象可以定义任意数量的Label ，同一个Label也可以被添加到任意数量的资源对象上去
- Label通常在资源对象定义时确定，当然也可以在对象创建后动态添加或者删除
可以通过Label实现资源的多维度分组，以便灵活、方便地进行资源分配、调度、配置、部署等管理工作。
一些常用的Label 示例如下：
- 版本标签："version":"release", "version":"stable"......
- 环境标签："environment":"dev"，"environment":"test"，"environment":"pro"
- 架构标签："tier":"frontend"，"tier":"backend
标签定义完毕之后，还要考虑到标签的选择，这就要使用到Label Selector，即：
Label用于给某个资源对象定义标识
Label Selector用于查询和筛选拥有某些标签的资源对象
当前有两种Label Selector：
- 基于等式的Label Selector
name = slave: 选择所有包含Label中key="name"且value="slave"的对象env != production: 选择所有包括Label中的key="env"且value不等于"production"的对象
- 基于集合的Label Selector
name in (master, slave): 选择所有包含Label中的key="name"且value="master"或"slave"的对象name not in (frontend): 选择所有包含Label中的key="name"且value不等于"frontend"的对象
标签的选择条件可以使用多个，此时将多个Label Selector进行组合，使用逗号","进行分隔即可。例如：
name=slave，env!=productionname not in (frontend)，env!=production
命令方式
# 为pod资源打标签
[root@master ~]# kubectl label pod nginx-pod version=1.0 -n dev
pod/nginx-pod labeled # 为pod资源更新标签
[root@master ~]# kubectl label pod nginx-pod version=2.0 -n dev --overwrite
pod/nginx-pod labeled # 查看标签 [root@master ~]# kubectl get pod nginx-pod -n dev --show-labels
NAME READY STATUS RESTARTS AGE LABELS
nginx-pod 1/1 Running 0 10m version=2.0 # 筛选标签
[root@master ~]# kubectl get pod -n dev -l version=2.0 --show-labels
NAME READY STATUS RESTARTS AGE LABELS
nginx-pod 1/1 Running 0 17m version=2.0 [root@master ~]# kubectl get pod -n dev -l version!=2.0 --show-labels
No resources found in dev namespace. #删除标签
[root@master ~]# kubectl label pod nginx-pod version- -n dev
pod/nginx-pod labeled配置方式
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata: name: nginx namespace: dev labels: version: "3.0" env: "test"
spec: containers: - image: nginx:1.17.1 name: pod ports:- name: nginx-port containerPort: 80 protocol: TCP然后就可以执行对应的更新命令了：kubectl apply -f pod-nginx.yaml
Deployment
在kubernetes中，Pod是最小的控制单元，但是kubernetes很少直接控制Pod，一般都是通过Pod控 制器来完成的。Pod控制器用于pod的管理，确保pod资源符合预期的状态，当pod的资源出现故障时， 会尝试进行重启或重建pod。
在kubernetes中Pod控制器的种类有很多，本章节只介绍一种：Deployment。
命令操作
# 命令格式:
kubectl run deployment名称 [参数]
# --image 指定pod的镜像
# --port 指定端口
# --replicas 指定创建pod数量
# --namespace 指定namespace [root@master ~]# kubectl run nginx --image=nginx:1.17.1 --port=80 --replicas=3 - n dev deployment.apps/nginx created [root@master ~]# kubectl run nginx --image=nginx --port=80 --replicas=3 -n dev
Error: unknown flag: --replicas See 'kubectl run --help' for usage.
# 新版本中命令发生了一些改变，1.18版本后run没有replicas
# create deployment命令中存在replicas选项 [root@master ~]# kubectl create deployment nginx --image=nginx --port=80 -- replicas=3 -n dev
deployment.apps/nginx created # 查看创建的Pod
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
nginx-5ff7956ff6-6k8cb 1/1 Running 0 19s
nginx-5ff7956ff6-jxfjt 1/1 Running 0 19s
nginx-5ff7956ff6-v6jqw 1/1 Running 0 19s # 查看deployment的信息
[root@master ~]# kubectl get deploy -n dev
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
nginx 3/3 3 3 2m42s # UP-TO-DATE：成功升级的副本数量
# AVAILABLE：可用副本的数量
[root@master ~]# kubectl get deploy -n dev -o wide
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE CONTAINERS IMAGES SELECTOR
nginx 3/3 3 3 2m51s nginx nginx:1.17.1 run=nginx # 查看deployment的详细信息
[root@master ~]# kubectl describe deploy nginx -n dev
Name: nginx
Namespace: dev
CreationTimestamp: Wed, 08 Apr 2020 11:14:14 +0800
Labels: run=nginx
Annotations: deployment.kubernetes.io/revision: 1
Selector: run=nginx
Replicas: 3 desired | 3 updated | 3 total | 3 available | 0 unavailable
StrategyType: RollingUpdate
MinReadySeconds: 0
RollingUpdateStrategy: 25% max unavailable, 25% max surge
Pod Template: Labels: run=nginx Containers: nginx: Image: nginx:1.17.1 Port: 80/TCP Host Port: 0/TCP Environment: <none>Mounts: <none> Volumes: <none>
Conditions: Type Status Reason ---- ------ ------ Available True MinimumReplicasAvailable
Progressing True NewReplicaSetAvailable
OldReplicaSets: <none>
NewReplicaSet: nginx-5ff7956ff6 (3/3 replicas created)
Events: Type Reason Age From Message---- ------ ---- ---- -------
Normal ScalingReplicaSet 5m43s deployment-controller Scaled up replicaset nginx-5ff7956ff6 to 3 # 删除
[root@master ~]# kubectl delete deploy nginx -n dev
deployment.apps "nginx" deleted配置操作
创建一个deploy-nginx.yaml，内容如下:
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata: name: nginx namespace: dev
spec: replicas: 3 selector:matchLabels: run: nginx template:metadata: labels: run: nginx
spec: containers: - image: nginx:1.17.1 name: nginx ports: - containerPort: 80 protocol: TCP然后就可以执行对应的创建和删除命令了：创建：kubectl create -f deploy-nginx.yaml删除：kubectl delete -f deploy-nginx.yaml
Service
虽然每个Pod都会分配一个单独的Pod IP，然而却存在如下两问题：
- Pod IP 会随着Pod的重建产生变化
- Pod IP 仅仅是集群内可见的虚拟IP，外部无法访问
这样对于访问这个服务带来了难度。因此，kubernetes设计了Service来解决这个问题。
Service可以看作是一组同类Pod对外的访问接口。借助Service，应用可以方便地实现服务发现和负载均
衡。
操作一：创建集群内部可访问的Service
# 暴露Service
[root@master ~]# kubectl expose deploy nginx --name=svc-nginx1 --type=ClusterIP --port=80 --target-port=80 -n dev
service/svc-nginx1 exposed # 查看service
[root@master ~]# kubectl get svc svc-nginx -n dev -o wide
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE SELECTOR
svc-nginx1 ClusterIP 10.109.179.231 <none> 80/TCP 3m51s run=nginx # 这里产生了一个CLUSTER-IP，这就是service的IP，在Service的生命周期中，这个地址是不会变动的
# 可以通过这个IP访问当前service对应的POD
[root@master ~]# curl 10.109.179.231:80
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
.......</body> </html>操作二：创建集群外部也可访问的Service
# 上面创建的Service的type类型为ClusterIP，这个ip地址只用集群内部可访问
# 如果需要创建外部也可以访问的Service，需要修改type为NodePort
[root@master ~]# kubectl expose deploy nginx --name=svc-nginx2 --type=NodePort - -port=80 --target-port=80 -n dev
service/svc-nginx2 exposed# 此时查看，会发现出现了NodePort类型的Service，而且有一对Port（80:31928/TC）
[root@master ~]# kubectl get svc svc-nginx-1 -n dev -o wide
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE SELECTOR
svc-nginx2 NodePort 10.100.94.0 <none> 80:31928/TCP 9s run=nginx # 接下来就可以通过集群外的主机访问 节点IP:31928访问服务了
# 例如在的电脑主机上通过浏览器访问下面的地址
http://192.168.109.100:31928/删除Service
[root@master ~]# kubectl delete svc svc-nginx-1 -n dev
service "svc-nginx-1" deleted配置方式
创建一个svc-nginx.yaml，内容如下：
apiVersion: v1
kind: Service
metadata: name: svc-nginx namespace: dev
spec: clusterIP: 10.109.179.231 ports: - port: 80 protocol: TCP targetPort: 80 selector: run: nginx type: ClusterIP然后就可以执行对应的创建和删除命令了：创建：kubectl create -f svc-nginx.yaml删除：kubectl delete -f svc-nginx.yaml
k8s开启ipvs
未开启前查看
[root@master ~]# ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags -> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn加载内核模快
[root@master ~]# lsmod|grep ip_vs
ip_vs_sh 12688 0
ip_vs_wrr 12697 0
ip_vs_rr 12600 25
ip_vs 145497 31
ip_vs_rr,ip_vs_sh,ip_vs_wrr nf_conntrack 139224 10 ip_vs,nf_nat,nf_nat_ipv4,nf_nat_ipv6,xt_conntrack,nf_nat_masquerade_ipv4,nf_nat_ masquerade_ipv6,nf_conntrack_netlink,nf_conntrack_ipv4,nf_conntrack_ipv6
libcrc32c 12644 4 xfs,ip_vs,nf_nat,nf_conntrack修改kube-proxy配置
[root@master ~]# kubectl edit configmap kube-proxy -n kube-system
...
mode: "ipvs" #修改此处,默认为空删除所有kube-proxy的pod
[root@master ~]# kubectl get pod -n kube-system
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
coredns-78fcd69978-4fx9p 1/1 Running 1 (21h ago) 22h
coredns-78fcd69978-fkbjx 1/1 Running 1 (21h ago) 22h
etcd-master 1/1 Running 1 (21h ago) 22h
kube-apiserver-master 1/1 Running 1 (21h ago) 22h
kube-controller-manager-master 1/1 Running 0 21h
kube-flannel-ds-9w67m 1/1 Running 0 21h
kube-flannel-ds-amd64-gmdz7 1/1 Running 1 (21h ago) 21h
kube-flannel-ds-amd64-rbjft 1/1 Running 1 (21h ago) 21h
kube-flannel-ds-amd64-wmx6h 1/1 Running 1 (21h ago) 21h
kube-flannel-ds-lc65s 1/1 Running 0 21h
kube-flannel-ds-q8dbg 1/1 Running 0 21h
kube-proxy-cs7kp 1/1 Running 1 (21h ago) 22h
kube-proxy-fzkc6 1/1 Running 1 (21h ago) 22h
kube-proxy-jfg28 1/1 Running 1 (21h ago) 22h
kube-scheduler-master 1/1 Running 1 (21h ago) 21h [root@master ~]# kubectl delete pod kube-proxy-cs7kp kube-proxy-fzkc6 kube-proxy-
jfg28 -n kube-system
pod "kube-proxy-cs7kp" deleted
pod "kube-proxy-fzkc6" deleted
pod "kube-proxy-jfg28" deleted校验
日志出现 Using ipvs Proxier 即可
[root@master ~]# kubectl logs kube-proxy-87b94 -n kube-system | grep ipvs
I0220 04:50:56.992877 1 server_others.go:274] Using ipvs Proxier.
I0220 04:50:56.992894 1 server_others.go:276] creating dualStackProxier for ipvs.#再次查看转发
[root@master ~]# ipvsadm -ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags -> RemoteAddress:Port Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP 192.168.159.140:30080 rr -> 10.244.0.2:80 Masq 1 0 0
TCP 192.168.159.140:30081 rr -> 10.244.0.2:10081 Masq 1 0 0
TCP 192.168.159.140:31737 rr -> 10.244.1.16:80 Masq 1 0 0 -> 10.244.1.17:80 Masq 1 0 0 -> 10.244.2.18:80 Masq 1 0 0
TCP 192.168.0.1:30080 rr -> 10.244.0.2:80 Masq 1 0 0
TCP 192.168.0.1:30081 rr -> 10.244.0.2:10081 Masq 1 0 0
TCP 192.168.0.1:31737 rr -> 10.244.1.16:80 Masq 1 0 0 -> 10.244.1.17:80 Masq 1 0 0 -> 10.244.2.18:80 Masq 1 0 0
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