Kubernetes入门——Kubernetes应用部署

郭良帅百度基础架构部资深工程师负责云原生产品研发
本文基于百度云原生团队『云原生基础知识概述及实践』系列视频课程——『Kubernetes入门—Kubernetes应用部署』梳理.
视频课程可点击：https://cloud.baidu.com/video-center/video.html?id=608进行学习。

导读
在前两节课，我们学习了Docker（Kubernetes入门——深入浅出讲Docker）和Kubernetes（Kubernetes入门——Kubernetes工作原理及使用）相关基础知识。Docker 实现了应用程序的镜像化和容器化，但是它的能力局限于单机。当应用规模特别大、需要部署在多台机器上时，则需要借助 Kubernetes 实现容器的集群化编排与生命周期管理，使得开发者可以更加关注应用本身而不需过多关注 DevOps。

本节课将带领大家进一步学习Kubernetes。通过实践与学习，了解Kubernetes的应用部署。课程主要分为以下四个部分：
第一部分：环境准备
第二部分：应用的组成与描述
第三部分：应用的部署与访问
第四部分：常见问题排查

01 环境准备

搭建Kubernetes集群的三种方法

一般来说，搭建Kubernetes集群主要有三种方法：

minikube：单机的Demo环境，只能用来做一些演示。
官方链接：https://minikube.sigs.k8s.io./docs/start/

kubeadm：可以自建集群，各个组件可定制化，需要对kube有深入的了解，这个方法推荐高阶用户使用。
官方链接：https://kubernetes.io/docs/setup/production-environment/tools/kubeadm/create-cluster-kubeadm/

CCE：生产环境下，建议尽量采用公有云的成熟产品，比如百度的CCE。
官方链接：https://cloud.baidu.com/product/cce.html

02 应用的组成与描述

这一部分，主要介绍Kubernetes对应用的抽象与定义。

- 应用组成

在Kubernetes上，一个典型的无状态应用由三部分组成：
Deployment：即对应用规格的描述。包括应用的镜像（对应的是应用的程序）、启动命令、资源配额（规定了应用在运行中需要用多少资源，包括cpu/memory等）、实例数量（规定应用需要有几个实例来支撑）。

Configmap ：应用的配置，分为两种，一是简单的kvalue对，另一种是配置文件。

Service ：应用对外暴露的服务地址（是在集群内访问还是集群外）
以上三个对象互相解耦，创建顺序可以随意。

应用描述

以下结合代码具体阐述三个部分的内容：

1. Deployment

元数据：metadata，包括name和namespace。Namespace 是k8s 对对象隔离的基本单位，即同一个namespace下不可以有同样name的对象，不同namespace中可以有相同name的对象。

副本数：spec 中的replicas 字段。即你的应用将来要部署几个实例。

镜像地址：image。可以来自dockerhub 或其他镜像仓库。

服务端口号：每个应用程序可以暴露一个或多个端口，以此被外界访问。

启动命令：应用程序是如何启动的。
这个yaml里面并没有写启动命令，这就是k8s的方便之处：如果你不写的话，那么应用程序就默认按照其Dockerfile里指定的启动命令来启动。

资源配额：resources包括limits和requests，代表对资源使用的上限和下限。每个里面其实都包含了cpu和memory两种资源。

挂载目录: 分为两个部分,分别是volumeMounts，volumes。volumeMounts代表容器内想如何使用存储，例如挂载到哪个目录；volumes代表存储的来源，比如主机目录，网络存储等。两者都是数组形式，通过name字段做元素对应。

2. Configmap

元数据：metadata

配置数据：data

技巧：如果直接手写yaml文件，可以看到有很多缩进比较麻烦，可以使用–from-file将本地的文件直接创建成一个 Configmap。
例如kubectl create configmap hello --from-file=<文件路径>

3. Service

元数据: metadata。
实例标签：即spec里面的selector字段，通过app:nginx标签找到对应的实例（Pod）。

端口号映射：targerPort是容器实际监听的端口，port是Service产生的虚拟IP所对应的端口，它并不是将来的NodePort，NodePort的取值是随机的。

服务暴露方式：也就是type字段。如果是NodePort的话，意味着容器所在的宿主机会开一个端口并映射给容器内的端口。

03 应用的部署与访问

应用如何被外界访问？

比如，上面我们部署了一个nginx应用在集群中，一般而言有三种访问方式：

集群内访问：ClusterIP
这种方式意味着客户端和服务端都在K8S集群内。

集群外访问：NodePort
如果客户端在集群外，可以将Node节点的IP暴露给外界，同时将NodePort告知对方，用Node IP+NodePort的方式实现访问。

本地代理
通过kubectl的port-forward进行访问，一般用于调试，不适用于生产环境。
详细的操作过程大家从13:01处开始回看课件
https://cloud.baidu.com/video-center/video.html?id=608

04 常见问题排查

在最后部分，讲师将对上述内容进行实操，并手把手带你排查常见问题，包括：
•镜像下载失败
•应用启动失败
•服务访问不通
•应用异常退出

详细的操作过程大家从22:13处开始回看课件
https://cloud.baidu.com/video-center/video.html?id=608