少年辛苦终身事,莫向光阴惰寸功。这篇文章主要讲述#云原生征文#深入Kubernetes(k8s)概念相关的知识,希望能为你提供帮助。
深入Kubernetes(k8s)概念一、基础概念理解
- 集群
- master
- worker
- Node
- Pod
- 应用最终以Pod为一个基本单位部署
- Label
- 很多资源都可以打标签
- Deployment
- 应用部署用它,deployment最终会产生Pod
- Service
- 负载均衡机制
官方文档地址: ??理解 Kubernetes 对象 | Kubernetes??
- k8s里面操作的资源实体,就是k8s的对象,可以使用yaml来声明对象。然后让k8s根据yaml的声明创建出这个对象;
- 操作 Kubernetes 对象 —— 无论是创建、修改,或者删除 —— 需要使用Kubernetes API 。比如,当使用 ?
kubectl
? 命令行接口时,CLI 会执行必要的 Kubernetes API 调用 - Kubernetes对象指的是Kubernetes系统的持久化实体,所有这些对象合起来,代表了你集群的实际情况。常规的应用里,我们把应用程序的数据存储在数据库中,Kubernetes将其数据以Kubernetes对象的形式通过 api server存储在 etcd 中。具体来说,这些数据(Kubernetes对象)描述了:
- 集群中运行了哪些容器化应用程序(以及在哪个节点上运行)
- 集群中对应用程序可用的资源(网络,存储等)
- 应用程序相关的策略定义,例如,重启策略、升级策略、容错策略
- 其他Kubernetes管理应用程序时所需要的信息 scheduler先计算应该去哪个节点部署
2、描述k8s对象
对象的spec和status
每一个 Kubernetes 对象都包含了两个重要的字段:
Kubernetes通过对应的 控制器,不断地使实际状态趋向于您期望的目标状态
- ?
?spec?
? 必须由您来提供,描述了您对该对象所期望的 目标状态- ?
?status?
? 只能由 Kubernetes 系统来修改,描述了该对象在 Kubernetes 系统中的 实际状态
### kubectl create deployment my-nginx --image=nginx
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
annotations:
deployment.kubernetes.io/revision: "1"
creationTimestamp: "2022-05-27T11:37:59Z"
generation: 1
labels:
app: my-nginx
name: my-nginx
namespace: default
resourceVersion: "376418"
uid: 5a47e879-e2e9-40d1-8b02-180031903e8a
spec: ###期望状态
progressDeadlineSeconds: 600
replicas: 1 ### 副本数量
revisionHistoryLimit: 10
selector:
matchLabels:
app: my-nginx
strategy:
rollingUpdate:
maxSurge: 25%
maxUnavailable: 25%
type: RollingUpdate
template:
metadata:
creationTimestamp: null
labels:
app: my-nginx
spec:
containers:
- image: nginx ###使用这个镜像创建容器
imagePullPolicy: Always
name: nginx
resources:
terminationMessagePath: /dev/termination-log
terminationMessagePolicy: File
dnsPolicy: ClusterFirst
restartPolicy: Always
schedulerName: default-scheduler
securityContext:
terminationGracePeriodSeconds: 30
status: ###当前状态
availableReplicas: 1 ## 当前集群可用的
conditions:
- lastTransitionTime: "2022-05-27T11:38:17Z"
lastUpdateTime: "2022-05-27T11:38:17Z"
message: Deployment has minimum availability.
reason: MinimumReplicasAvailable
status: "True"
type: Available
- lastTransitionTime: "2022-05-27T11:37:59Z"
lastUpdateTime: "2022-05-27T11:38:17Z"
message: ReplicaSet "my-nginx-6b74b79f57" has successfully progressed.
reason: NewReplicaSetAvailable
status: "True"
type: Progressing
observedGeneration: 1
readyReplicas: 1
replicas: 1
updatedReplicas: 1
### 最终一致。
## etcd保存的创建资源期望的状态和最终这个资源的状态要是一致的;spec和status要最终一致
## 1、kubectl create deployment my-nginx --image=nginx
## 2、api-server保存etcd,controller-manager最终解析数据,知道集群要my-nginx一份,保存到etcd
## 3、kubelet就做一件事情,spec状态和最终状态一致
while(true)
if(my-nginx.replicas != spec.replicas)
kubelet.startPod();
【#云原生征文#深入Kubernetes(k8s)概念】
自己编写任意资源的yaml都可以创建出他
如何会写任意资源的yaml,比如Pod
编写yaml的黑科技
kubectl run my-nginx666 --image=nginx #启动一个Pod
1、kubectl get pod my-nginx666 -oyaml 集群中挑一个同类资源,获取出他的yaml。
2、kubectl run my-tomcat --image=tomcat --dry-run -oyaml 干跑一遍
kind: Pod#资源类型kubectl api-resources:可以获取到所有资源
apiVersion: v1#同一个资源有可能有多个版本。看 kubectl api-resources提示的。
metadata:#每一个资源定义一些元数据信息
labels:
run: my-tomcat
name: my-tomcat
spec:#资源的规格(镜像名、镜像的环境变量信息等等)
containers:
- image: tomcat
name: my-tomcat
resources:
dnsPolicy: ClusterFirst
restartPolicy: Always
当你在 Kubernetes 中创建一个对象时,必须提供
- 该对象的 spec 字段,通过该字段描述您期望的目标状态
- 该对象的一些基本信息,例如名字
?.yaml?
? 格式的文件进行创建
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx-deployment
spec:
selector:
matchLabels:
app: nginx
replicas: 2 # 运行 2 个容器化应用程序副本
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.7.9
ports:
- containerPort: 80
#1、部署
kubectl apply -f deployment.yaml
#2、移除
kubectl delete -f deployment.yaml
3、k8s对象yaml的结构
必填字段
在上述的 ?
?.yaml?
? 文件中,如下字段是必须填写的:- apiVersion 用来创建对象时所使用的Kubernetes API版本
- kind 被创建对象的类型
- metadata 用于唯一确定该对象的元数据:包括
name
和namespace
,如果namespace
为空,则默认值为default
- spec 描述您对该对象的期望状态
??Kubernetes API Reference Docs?? 这就是我们以后要完全参照的文档。
不同类型的 Kubernetes,其 ??spec?
? 对象的格式不同(含有不同的内嵌字段),通过API 手册可以查看 Kubernetes 对象的字段和描述。例如,假设您想了解 Pod 的 ??spec?
? 定义,可以在这里找到,Deployment 的 ??spec?
? 定义可以在这里找到
4、管理k8s对象
管理方式 | 操作对象 | 推荐的环境 | 参与编辑的人数 | 学习曲线 |
指令性的命令行 | Kubernetes对象;
kubectl xxxxx。 cka | 开发环境 | 1+ | 最低 |
指令性的对象配置 | 单个 yaml 文件 | 生产环境 | 1 | 适中 |
声明式的对象配置 | 包含多个 yaml 文件的多个目录。kustomize | 生产环境 | 1+ | 最高 |
#1、命令式
kubectl run nginx --image nginx
kubectl create deployment nginx --image nginx
apply -f : 没有就创建,有就修改
#2、指令性
- 使用指令性的对象配置(imperative object configuration)时,需要向 kubectl 命令指定具体的操作(create,replace,apply,delete等),可选参数以及至少一个配置文件的名字。配置文件中必须包括一个完整的对象的定义,可以是 yaml 格式,也可以是 json 格式。
#创建对象
kubectl create -f nginx.yaml
#删除对象
kubectl delete -f nginx.yaml -f redis.yaml
#替换对象
kubectl replace -f nginx.yaml
#3、声明式
#处理 configs 目录中所有配置文件中的Kubernetes对象,根据情况创建对象、或更新Kubernetes中已经存在的对象。可以先执行 diff 指令查看具体的变更,然后执行 apply 指令执行变更;
kubectl diff -f configs/
kubectl apply -f configs/
#递归处理目录中的内容:
kubectl diff -R -f configs/
kubectl apply -R -f configs/
#移除
kubectl delete -f configs/
5、对象名称
Kubernetes REST API 中,所有的对象都是通过 ?
?name?
? 和 ??UID?
? 唯一性确定可以通过 ?
?namespace?
? + ??name?
? 唯一性地确定一个 RESTFUL 对象,例如:/api/v1/namespaces/namespace/pods/name
同一个名称空间下,同一个类型的对象,可以通过 ?
Names
?name?
? 唯一性确定。如果删除该对象之后,可以再重新创建一个同名对象。依据命名规则,Kubernetes对象的名字应该:
- 最长不超过 253个字符
- 必须由小写字母、数字、减号
-
、小数点.
组成 - 某些资源类型有更具体的要求
?nginx-demo?
? 的 Pod,该 Pod 包含一个 name 为 ??nginx?
? 的容器:UID 是由 Kubernetes 系统生成的,唯一标识某个 Kubernetes 对象的字符串。
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx-demo ##pod的名字
spec:
containers:
- name: nginx ##容器的名字
image: nginx:1.7.9
ports:
- containerPort: 80 UIDs
UID
Kubernetes集群中,每创建一个对象,都有一个唯一的 UID。用于区分多次创建的同名对象(如前所述,按照名字删除对象后,重新再创建同名对象时,两次创建的对象 name 相同,但是 UID 不同。)
6、名称空间
kubectl get namespaces
kubectl describe namespaces < name>
#隔离 mysql mapper.xml--》dao.
Kubernetes 安装成功后,默认有初始化了三个名称空间:
- default 默认名称空间,如果 Kubernetes 对象中不定义
metadata.namespace
字段,该对象将放在此名称空间下 - kube-system Kubernetes系统创建的对象放在此名称空间下
- kube-public 此名称空间自动在安装集群是自动创建,并且所有用户都是可以读取的(即使是那些未登录的用户)。主要是为集群预留的,例如,某些情况下,某些Kubernetes对象应该被所有集群用户看到。
创建名称空间
名称空间未来如何隔离
1)、基于环境隔离(prod,test)
prod:部署的所有应用
test:部署的所有应用
2)、基于产品线的名称空间(商城,android,ios,backend);
3)、基于团队隔
访问其他名称空间的东西?(名称空间资源隔离,网络不隔离)
1)、配置直接拿来用。不行
2)、网络访问,可以。
Pod-Pod;
serviceName来访问,找本名称空间的Service负载均衡
serviceName.名称空间,可以访问别的名称空间的
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
name: < 名称空间的名字>
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
creationTimestamp: null
name: k8s-03
spec:
status:
kubectl create -f ./my-namespace.yaml
名称空间的名字必须与 DNS 兼容:
#直接用命令
kubectl create namespace < 名称空间的名字>
#删除
kubectl delete namespaces < 名称空间的名字>
- 不能带小数点
.
- 不能带下划线
_
- 使用数字、小写字母和减号
-
组成的字符串
?default?
? 名称空间,用来将承载那些未指定名称空间的 Pod、Service、Deployment等对象为请求设置命名空间
#要为当前请求设置命名空间,请使用 --namespace 参数。
kubectl run nginx --image=nginx --namespace=< insert-namespace-name-here>
kubectl get pods --namespace=< insert-namespace-name-here>
当您创建一个 Service 时,Kubernetes 会创建一个相应的DNS条目。
#在对象yaml中使用命名空间
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx-demo ##pod的名字
namespace: default #不写就是default
spec:
containers:
- name: nginx ##容器的名字
image: nginx:1.7.9
ports:
- containerPort: 80
该条目的形式是 < service-name> .< namespace-name> .svc.cluster.local ,这意味着如果容器只使用 ``,它将被解析到本地命名空间的服务。这对于跨多个命名空间(如开发、分级和生产)使用相同的配置非常有用。如果您希望跨命名空间访问,则需要使用完全限定域名(FQDN)。
并非所有对象都在命名空间中
# 创建Pod kind:Pod
k8s底层最小的部署单元是Pod。Service,Deploy,ReplicaSet
# Deploy:直接指定Pod模板() kind: Deploy
大多数 kubernetes 资源(例如 Pod、Service、副本控制器等)都位于某些命名空间中。但是命名空间资源本身并不在命名空间中。而且底层资源,例如nodes和持久化卷不属于任何命名空间。
查看哪些 Kubernetes 资源在命名空间中,哪些不在命名空间中:
# In a namespace
kubectl api-resources --namespaced=true
# Not in a namespace
kubectl api-resources --namespaced=false
7、标签和选择器
标签(Label)是附加在Kubernetes对象上的一组名值对,其意图是按照对用户有意义的方式来标识Kubernetes对象,同时,又不对Kubernetes的核心逻辑产生影响。标签可以用来组织和选择一组Kubernetes对象。您可以在创建Kubernetes对象时为其添加标签,也可以在创建以后再为其添加标签。每个Kubernetes对象可以有多个标签,同一个对象的标签的 Key 必须唯一,例如:
使用标签(Label)可以高效地查询和监听Kubernetes对象,在Kubernetes界面工具(如 Kubenetes Dashboard 或 Kuboard)和 kubectl 中,标签的使用非常普遍。那些非标识性的信息应该记录在 注解(annotation)
metadata:
labels:
key1: value1
key2: value2
使用标签,用户可以按照自己期望的形式组织 Kubernetes 对象之间的结构,而无需对 Kubernetes 有任何修改。
为什么要使用标签
应用程序的部署或者批处理程序的部署通常都是多维度的(例如,多个高可用分区、多个程序版本、多个微服务分层)。管理这些对象时,很多时候要针对某一个维度的条件做整体操作,例如,将某个版本的程序整体删除,这种情况下,如果用户能够事先规划好标签的使用,再通过标签进行选择,就会非常地便捷。
标签的例子有:
- ?
?release: stable?
?、release: canary
- ?
?environment: dev?
?、environment: qa
、environment: production
- ?
?tier: frontend?
?、tier: backend
、tier: cache
- ?
?partition: customerA?
?、partition: customerB
- ?
?track: daily?
?、track: weekly
标签是一组名值对(key/value pair)。标签的 key 可以有两个部分:可选的前缀和标签名,通过 ?
句法和字符集
?/?
? 分隔。- 标签名:
- 标签名部分是必须的
- 不能多于 63 个字符
- 必须由字母、数字开始和结尾
- 可以包含字母、数字、减号
-
、下划线_
、小数点.
- 标签前缀:
- 标签前缀部分是可选的
- 如果指定,必须是一个DNS的子域名,例如:k8s.eip.work
- 不能多于 253 个字符
- 使用
/
和标签名分隔
?kubernetes.io/?
? 和 ??k8s.io/?
? 这两个前缀是 Kubernetes 核心组件预留的。标签的 value 必须:
- 不能多于 63 个字符
- 可以为空字符串
- 如果不为空,则
- 必须由字母、数字开始和结尾
- 可以包含字母、数字、减号
-
、下划线_
、小数点.
标签选择器
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: label-demo
labels:
environment: production
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.7.9
ports:
- containerPort: 80
通常来讲,会有多个Kubernetes对象包含相同的标签。通过使用标签选择器(label selector),用户/客户端可以选择一组对象。标签选择器(label selector)是 Kubernetes 中最主要的分类和筛选手段。
Kubernetes api server支持两种形式的标签选择器,?
?equality-based 基于等式的?
? 和 ??set-based 基于集合的?
?。标签选择器可以包含多个条件,并使用逗号分隔,此时只有满足所有条件的 Kubernetes 对象才会被选中
使用基于等式的选择方式,可以使用三种操作符 =、==、!=。前两个操作符含义是一样的,都代表相等,后一个操作符代表不相等
kubectl get pods -l environment=production,tier=frontend
# 选择了标签名为 `environment` 且 标签值为 `production` 的Kubernetes对象
environment = production
# 选择了标签名为 `tier` 且标签值不等于 `frontend` 的对象,以及不包含标签 `tier` 的对象
tier != frontend
使用基于集合的选择方式
Set-based 标签选择器可以根据标签名的一组值进行筛选。支持的操作符有三种:in、notin、exists。例如
# 选择所有的包含 `environment` 标签且值为 `production` 或 `qa` 的对象
environment in (production, qa)
# 选择所有的 `tier` 标签不为 `frontend` 和 `backend`的对象,或不含 `tier` 标签的对象
tier notin (frontend, backend)
# 选择所有包含 `partition` 标签的对象
partition
# 选择所有不包含 `partition` 标签的对象
!partition
# 选择包含 `partition` 标签(不检查标签值)且 `environment` 不是 `qa` 的对象
partition,environment notin (qa)
kubectl
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