kubernetes的基础用法

kubernetes的基础用法

什么是pod

• pod相当于逻辑主机，每个pod都有自己的ip地址
• pod内的容器共享相同的ip和端口空间
• 默认情况下，每个容器的文件系统与其他容器完全隔离
• 可以理解为：容器组，同时pod相当于逻辑主机，进入pod后仿佛进入一个linux主机，命令都可用（linux系统下），该“主机”内又有很多容器，进入后又仿佛是又进了一个linux主机。

pod的分类

pod分为两种类型：

• 自主式pod
• 控制器管理的pod

1. 自我管理的pod，创建以后仍然需要提交给apiserver，由apiserver接收以后借助于调度器将其调度至指定的node节点，由node启动此pod，如果此pod出现故障，需要重启容器则由kubelet来完成；如果node节点故障了，那么此pod将会消失。其无法实现全局调度。所以不推荐使用此种pod。

2. Pod控制器是管理pod的中间层，使用Pod控制器之后，只需要告诉Pod控制器，想要多少个什么样的Pod就可以了，它会创建出满足条件的Pod并确保每一个Pod资源处于用户期望的目标状态。如果Pod资源在运行中出现故障，它会基于指定策略重新编排Pod

常见的pod控制器

replicationController：当启动一个pod时，这个pod如果不够用可以再启一个副本，而后由控制器来管理同一类pod的各种副本与对象。一旦副本少了就会自动增加。采取多退少补的规则，精确符合我们所定义的期望；支持滚动更新。（比较原始的pod控制器，已经被废弃，由ReplicaSet替代）

• replicaset：由一个名叫Deployment的声明式更新的控制器来管理

• Deployment：Deployment只能管理无状态的应用

• StateFulSet：有状态副本集，可以管理有状态的应用

• DaemonSet：如果需要在每个node上运行一个副本的时候可以用DaemonSet

• Job：它创建出来的pod只要完成任务就立即退出，不需要重启或重建，用于执行一次性任务

• Cronjob：它创建的Pod负责周期性任务控制，不需要持续后台运行
  以上所有控制器都是用来实现一种特定的应用管理的。

kubernetes的核心组件

HPA

Deployment还支持二级控制器HPA(HorizontalPodAutoscaler，水平pod自动伸缩控制器)一般情况下我们可以确保一个node上有2个pod运行，万一用户访问流量增加，2个pod不足以承受这么多的流量怎么办？此时我们就应该要增加pod资源，那么到底应该加几个？HPA控制器可自动监控pod、自动进行扩展。

service

假如有2个pod，pod有其生命周期，万一pod所在的节点宕机了，那么此pod将应该要在其他的节点上重建，而重建完的pod与原来pod已经不是同一个pod了，只是两者都是运行的同一服务而已。且每个容器都有其IP地址，重建的pod中的容器其IP地址与之前的pod中容器的IP地址是不一样的，如此一来就会存在一个问题，客户端如何访问这些pod中的容器呢？

措施：服务发现：就比如集贸市场的注册摊位和声明地址，注册摊位就是买东西的摊位，有一天这个摊位的商贩换地方了，就会在原来的摊位上留下一个摊位声明告诉顾客自己换地方了，但是它出售的商品还是一样的。只是换个地方买而已，这就是服务发现。

pod是有生命周期的，一个pod随时都有可能离去，随时都有可能会有其他pod加入进来，假如它们提供的同一种服务，客户端是无法通过固定的手段来访问这些pod的，因为pod本身是不固定的，它们随时可能被替换掉，无论使用主机名还是IP地址，都随时会被替换掉。为了尽可能的降低客户端与pod间协调的复杂度，k8s为每一组提供同类服务的pod和其客户端之间添加了一个中间层，这个中间层是固定的，这个中间层就叫service。
service只要不被删除，其地址与名称皆是固定的，当客户端需要在其配置文件中写上访问某个服务时，它不再需要自动发现，只需要在配置文件中写明service的名称即可，而这个service是个调度器，其不但能够提供一个稳定的访问入口，还可以做反向代理，当service接收到客户端的请求后，会将其代理到后端的pod之上，一旦pod宕机了会立即新建一个pod，这个新建的pod会立即被service关联上，作为service后端的可用pod之一。

客户端程序访问服务都是通过IP+端口号或主机名+端口的方式来实现的。而service关联后端的pod不是靠它的IP和主机名。而是靠pod的标签选择器。只要其在service所识别。如此一来，只要pod属于标签选择器，只要其在service的管理范围之内，则其就会被关联到service中，当这个动态的pod关联到service中，当这个动态的pod关联到service中之后，再进行动态的探测此pod的IP地址、端口号，再将其作为自己后端可调度的可用服务器主机对象。因此，客户端的请求发送到service，然后service代理到后端真实的pod中的容器进行响应。

service不是一个程序，也不是一个组件，它只是一个iptables的dnat规则，service作为k8s的对象，有其自身的名称，而service的名称相当于服务的名称，而这个名称可以被解析。

kubernetes网络模型

• 节点网络
• service网络
• pod网络

k8s的三种网络模型分属于三个网段，由此延伸出来三个问题
同一个pod内的多个容器间如何通信？
lo网卡进行通信，因为同一个pod内的容器共用一个网路名称空间，而且在同一个网段。
各pod间如何通信？

• 物理桥接，但是在一定规模下容易产生网络风暴，不建议使用
• Overlay Network 通过隧道的方式转发报文
• pod与service间如何通信？首先各节点之间是相互通信的，节点也就是真机之间的通信，因为service网络是一个iptables规则，且与真机是相连的，而pod和service是我们初始化的时候通过flannel网络进行互联，且属于同一网段。

k8s配置文件

# 集群
apiVersion: v1
kind：Config
clusters:
- cluster:certificate-authority-data: DATA+OMITTEDserver: https://192.168.182.150:6443name: kubernetes  # 上下文
contexts:
- context:cluster: kubernetesuser: kubernetes-adminname: kubernetes-admin@kubernetes# 当前上下文
current-context: kubernetes-admin@kubernetes# 客户端认证
users:
- name: kubernetes-adminuser:client-certificate-data: REDACTEDclient-key-data: REDACTED

kubectl命令使用

kubectl命令官方文档

create命令

//语法
kubectl create deployment NAME --image=image -- [COMMAND] [args...]  kubectl create deployment NAME --image=image -- [COMMAND] [args...]  //格式//使用busybox镜像创建一个test1的pod
[root@master ~]# kubectl create deployment test1 --image busybox
deployment.apps/test1 created//可以看到处于退出状态，因为busybox使用的是sh，没有任务就会退出
[root@master ~]# kubectl get pod
NAME                     READY   STATUS              RESTARTS   AGE
nginx-6799fc88d8-d97xz   1/1     Running             2          23h
test1-78d64fd9b9-ftsz8   0/1     ContainerCreating   0          12s
[root@master ~]# kubectl create deployment test2 --image busybox -- sleep 600
deployment.apps/test2 created
NAME                     READY   STATUS              RESTARTS   AGE
test2-84c4957768-kwnd4   1/1     Running             0          24s      //正在运行// 创建使用nginx镜像创建三个pod，名字为web
[root@master ~]# kubectl create deployment web --image nginx --replicas 3
deployment.apps/web created
[root@master ~]# kubectl get pod
NAME                     READY   STATUS              RESTARTS   AGE
web-96d5df5c8-46xf7      0/1     ContainerCreating   0          7s
web-96d5df5c8-lvp7n      0/1     ContainerCreating   0          7s
web-96d5df5c8-x2j8v      0/1     ContainerCreating   0          7s//查看pod运行的节点位置
[root@master ~]# kubectl get pods -o wide
NAME                     READY   STATUS             RESTARTS   AGE     IP           NODE                NOMINATED NODE   READINESS GATES
web-96d5df5c8-46xf7      1/1     Running            0          4m12s   10.244.2.8   node2.example.com   <none>           <none>
web-96d5df5c8-lvp7n      1/1     Running            0          4m12s   10.244.2.9   node2.example.com   <none>           <none>
web-96d5df5c8-x2j8v      1/1     Running            0          4m12s   10.244.2.7   node2.example.com   <none>           <none>//暴露80端口号
[root@master ~]# kubectl create deployment web01 --image nginx --port=80  

run命令

// 启动一个 nginx pod
[root@master ~]# kubectl run nginx --image nginx
pod/nginx created
//删除nginx的pod
[root@master ~]#  kubectl get pods -o wide
NAME                     READY   STATUS             RESTARTS   AGE   IP           NODE                NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx                    1/1     Running            0          73s   10.244.1.2   node1.example.com   <none>           <none>// 暴露容器的80端口号
[root@master ~]# kubectl run nginx --images nginx --port 80  // 在容器中设置标签“app=nginx”和“env=prod”
[root@master ~]# kubectl run nginx --image nginx --labels "aap=nginx,env=prod"
pod/nginx created//描述nginx信息
[root@master ~]# kubectl describe pod nginx  //不会真正运行
[root@master ~]# kubectl run nginx --image nginx --dry-run server
W1219 18:44:54.756203   17596 helpers.go:553] --dry-run is deprecated and can be replaced with --dry-run=client.
pod/nginx created (dry run)

delete命令

[root@master ~]# kubectl get pod
NAME                     READY   STATUS             RESTARTS   AGE
nginx                    1/1     Running            0          6m42s
test1-78d64fd9b9-ftsz8   0/1     CrashLoopBackOff   7          16m
test2-84c4957768-kwnd4   1/1     Running            1          16m
web-96d5df5c8-46xf7      1/1     Running            0          15m
web-96d5df5c8-lvp7n      1/1     Running            0          15m
web-96d5df5c8-x2j8v      1/1     Running            0          15m// 删除test1，使用deployment类型，因为我们当时创建的时候使用的是deployment类型
[root@master ~]# kubectl delete deployment test1
deployment.apps "test1" deleted
[root@master ~]# kubectl get pod
NAME                     READY   STATUS        RESTARTS   AGE
nginx                    1/1     Running       0          7m14s
test1-78d64fd9b9-ftsz8   0/1     Terminating   7          17m
test2-84c4957768-kwnd4   1/1     Running       1          16m
web-96d5df5c8-46xf7      1/1     Running       0          16m
web-96d5df5c8-lvp7n      1/1     Running       0          16m
web-96d5df5c8-x2j8v      1/1     Running       0          16m
[root@master ~]# kubectl delete deployment test2
deployment.apps "test2" deleted
[root@master ~]# kubectl get pod
NAME                     READY   STATUS        RESTARTS   AGE
nginx                    1/1     Running       0          7m29s
test2-84c4957768-kwnd4   1/1     Terminating   1          16m
web-96d5df5c8-46xf7      1/1     Running       0          16m
web-96d5df5c8-lvp7n      1/1     Running       0          16m
web-96d5df5c8-x2j8v      1/1     Running       0          16m[root@master ~]# kubectl get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP        23h
nginx        NodePort    10.103.78.103   <none>        80:30904/TCP   23h// 删除service类型的pod
[root@master ~]# kubectl delete svc nginx
service "nginx" deleted
[root@master ~]# kubectl get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1    <none>        443/TCP   23h//删除所有pod
[root@master ~]# kubectl delete pods --all  //强制删除pod节点
[root@master ~]# kubectl delete pod foo --force  

expose命令

//将pod中的80暴露到宿主机上的8080
[root@master ~]# kubectl expose deployment web --port 8080 --target-port 80
service/web exposed
[root@master ~]# kubectl get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1        <none>        443/TCP    23h
web          ClusterIP   10.109.125.152   <none>        8080/TCP   19s// 访问测试
[root@master ~]# curl 10.109.125.152:8080
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
html { color-scheme: light dark; }
body { width: 35em; margin: 0 auto;
font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif; }
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p><p>For online documentation and support please refer to
<a href="http://nginx.org/">nginx.org</a>.<br/>
Commercial support is available at
<a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p><p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>

get命令

//列出所有的pod
[root@master ~]# kubectl get pods
NAME                  READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx                 1/1     Running   0          12m
web-96d5df5c8-46xf7   1/1     Running   0          21m
web-96d5df5c8-lvp7n   1/1     Running   0          21m
web-96d5df5c8-x2j8v   1/1     Running   0          21m//显示所有pod的详细信息
[root@master ~]# kubectl get pods -o wide
NAME                  READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP           NODE                NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx                 1/1     Running   0          12m   10.244.1.2   node1.example.com   <none>           <none>
web-96d5df5c8-46xf7   1/1     Running   0          21m   10.244.2.8   node2.example.com   <none>           <none>
web-96d5df5c8-lvp7n   1/1     Running   0          21m   10.244.2.9   node2.example.com   <none>           <none>
web-96d5df5c8-x2j8v   1/1     Running   0          21m   10.244.2.7   node2.example.com   <none>           <none>//查看你指定类型的pod，类型加pod名
[root@master ~]# kubectl get deployment web 
NAME   READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
web    3/3     3            3           21m//列出所有服务
[root@master ~]# kubectl get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1        <none>        443/TCP    23h
web          ClusterIP   10.109.125.152   <none>        8080/TCP   2m28s

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