轻松玩转Kubernetes笔记分享

1. Kubernetes概述

什么是容器?

·容器为App提供独立的、受控的运行环境，是一种轻量级的操作系统虚拟化。

简单的容器:SandBox(沙盒、沙箱)

容器基本概念

·容器关键概念

―容器

一镜像

容器关键技术

Cgroup

NameSpace

容器时代的“双城记”

Docker Kubernetes（K8s）

Kubernetes -大海航行的舵手

K8s集群主要包括两个部分:Master节点（管理节点)和Node节点(计算节点)

Master节点主要还是负责管理和控制。Node节点是工作负载节点，里面是具体的容器。

Master节点

Master节点提供的集群控制，对集群做出全局性决策，例如调度等。通常在master节点上不运行用户容器。

Master节点包括API Server、Scheduler、Controller manager、etcd。

API Server :整个系统的对外接口

Scheduler:集群内部的资源进行调度

Controller Manager:负责管理控制器

etcd : Kubernetes的后端存储

Node节点

节点组件运行在每一个Node节点上，维护运行的pod并提供kubernetes运行时环境。

Node节点包括Pod、Docker、kubelet、kube-proxy、Fluentd、kube-dns (可选

Pod是K8s最小单位

Pod : Kubernetes最基本的操作单元

Docker :创建容器;

Kubelet:负责监视指派到它所在Node上的Pod，包括创建、修改、监控、删除等;

Kube-proxy∶负责为Pod对象提供代理

Fluentd:主要负责日志收集、存储与查询。

Master节点和Node节点交互

2.Kubernetes环境管理

1. 进行Kubectl及配置文件下载

2. 下载kubectl和kubectl配置文件 kubeconfig.json和kubectl

3. Kubectl客户端服务器购买

4. 集群中管理节点安全组设置

5. 安装和使用kubectl

使用Kubernetes只需一个部署文件，使用一条命令就可以部署多层容器(前端，后台等)的完整集群:

$kubectl create -f single-config-file.yamlkubectl是和Kubernetes API交互的命令行程序。

1.3 Kubernetes核心概念

Kubernetes最小管理单元-POD

Pod是Kubernetes管理的最小基础单元。

一个Pod中封装了︰

一个或多个紧耦合的应用容器

存储资源

独立的IP

容器运行的选项

相同Pod中的任何容器都将共享相同的名称空间和本地网络。容器可以很容易地与其他容器在相同的容器中进行通信

3.实践1:POD的创建和管理

1.POD定义文件的上传

通过winscp将下载的附件中的yml文件上传至客户端服务器目录并查看;

2.创建POD

kubectl apply -f POD-1Container.yml

3.POD的管理

指定POD运行到指定的NODE上

kubectl apply -f POD-NodeSelector.yml

4.POD的删除

kubectl get pod
kubectl delete pod nginx

有状态应用和无状态应用

无有状态应用

无状态服务，易于部署且易于扩展。如果流量上升，则只需添加更多的负载平衡;上游容器镜像和基础架构中正在运行的容器其实几乎没有区别;

可以随时被替代,而且容器实例切换过程中几乎不需要耗费“切换成本”。

有状态应用

有状态的服务，从部署开始，这些容器就开始与上游镜像不同了，时间越长它们的差异越大;

每个运行的应用程序都至少有—个小状态(差异)，但对于“无状态”应用程序来说，状态(差异)很小，而且可以进行快速替换。

无状态应用控制器– Deployment

ReplicationController 无状态应用的高可靠 ReplicaSets 无状态应用的高可靠应用的滚动发布 Deployment

实践2:Deployment的创建和管理

1.创建deployment

kubectl apply -f deployment.yml

2.查看POD

kubectl get pod

3.手动删除POD

kubbectl delete pod nginx-deployment-67d4b582434-sghfq

4.扩展Deployment数量

kubectl scale deployment.v1.apps/nginx-deployment --replicas=4

kubectl get pod

5.查看deployment状态和数量

有状态应用控制器- StatefulSet

如果部署的应用满足右侧一个或多个部署需求则建议使用StatefulSet。

在具有以下特点时使用StatefulSets·稳定性，唯一的网络标识符

·稳定性，持久化存储

·有序的部署和扩展

·有序的删除和终止

·有序的自动滚动更新

实践3:StatefulSet的创建和管理

1.在Winscp将StatefulSet定义文件statefulset.yml上传至ecs-k8s。

2.通过以下命令创建StatefulSet。

kubetcl apply -f statefulset.yml

3.通过以下命令查看POD数量和名称

kubectl get pod

4.手动删除名称为web-0的POD。

kubectl delete pod web-0

5.再次查看POD。

kubectl get pod

系统应用控制器- DaemonSet

DaemonSet能够让所有或者特定的Node节点运行一个pod。当节点加入到kubernetes集群中，pod会被( DaemonSet ) 调度到该节点上运行。当节点从kubernetes集群中被移除，( DaemonSet )调度的pod会被移除。

运行日志采集器在每个Node上，例如fluentd ,logstash

运行监控的采集端在每个Node，例如prometheusnode exporter , collectd等

每个Node上运行一个分布式存储的守护进程，例如glusterd , ceph

适合场景：在一个区域的Node上都运行一个守护进程

实践4:DaemonSet的创建和管理

1. 在winscp中上传daemonset.yml文件至ecs-k8s

2. 查看kube-system命令空间中的DaemonSetkubectl

get ds -n kube-system

3. 创建daemonset

kubectl apply -f daemonset.yml

4.再次查看kube-system中的DaemonSet

kubectl get ds -n kube-system

5.购买节点

6.查看各个DaemonSet实例数

kubectl get ds -n kube-system

临时任务控制器–Job

我们经常需要进行批量数据处理和分析，以及按照时间进行调度执行。可以在Kubenrtes中

使用容器技术完成，使用Job和CronJob来执行。

Job负责批处理任务，即仅执行一次的任务，它保证批处理任务的一个或多个Pod成功结束。

CronJob是基于调度的Job执行将会自动产生多个job，调度格式参考Linux的cron系统。

实践5:Jobs创建和管理

1. winscp将Job.yml上传

2. 运行Job

kubectl apply -f Job.yml

3.查看job运行状态

kubectl get job

4.查看此Job的输出

kubectl get pod
kubectl logs pi-c5pgr

应用访问- Service

Kubernetes应用间互访- Cluster IP

Kubernetes集群外互访–NodePort

公网访问- LoadBalancer

实践6 : Service的创建和管理

1.上传的deployment文件创建Deployment

kubectl apply -f deployment.yml

2.创建NodePort类型的Service并查看

kubectl expose deployment nginx-deployment-type=NodePort
kubectl get service

3. 通过curl命令验证网站

kubectl get node

4.url 192.168.0.229:32465

5.华为云控制台查看其中一个kubernetes Node绑定的公网地址

6.在浏览器中，输入ECS绑定的公网地址+Service的Nodeport

命名空间- NameSpace

作用：Kubernetes可以使用Namespaces(命名空间）创建多个虚拟集群;Namespace为名称提供了一个范围。资源的Names在Namespace中具有唯一性

场景：当团队或项目中具有许多用户时，可以考虑使用Namespace来区分，a如果是少量用户集群，可以不需要考虑使用

Namespace，如果需要它们提供特殊性质时，可以开始使用Namespace。

大多数的Kubernetes中的集群默认会有一个叫default的namespace。实际上，应该是3个:default:你的service和app默认被创建于此。kube-system : kubernetes系统组件使用。kube-public :公共资源使用。

实践7∶命名空间的创建和管理

默认的Nama&pice实践

1. 手动的创建一个NameSpace命名空间并查看

kubectl create namespace test
kubectl get namespace

2.创建一个POD并指定此POD运行在test命名空间ll

kubectl apply-f POD-1Container.yml -namespace=test

3.查看指定命名空间里的POD

kubectl get pod -n test

.创建一个限制CPU和内存大小的NameSpace

kubectl create -f ns-cpu-men.yml -namespace=quota-mem-cpu-example
kubectl get resourcequota mem-cpu-demo -
namespace=quota-mem-cpu-example R--output=yaml

回顾一下

1. （判断题）若需要从客户端机器访问kubernetes集群，可以选择使用kubernetes命令行工具kubectl。

true

false

2. （单选题）Kubernetes管理的最小对象单元是？

Deployment

Pod

ReplicaSet

Container

3. （单选题）如果一组Pod对外提供服务（比如HTTP），它们的IP很有可能发生变化，那么客户端如何找到并访问这个服务？

DaemonSet

Jobs

Namespace

Service

4. （多选题）以下关于NameSpace的说法正确的是？

Kubernetes可以使用Namespaces创建多个虚拟集群

Namespace为名称提供了一个范围

资源的Names在Namespace中不具有唯一性

Kubernetes中的集群默认会有一个叫default的namespace