K8S脉络整理(002)-K8S核心功能试用

部署应用

执行命令：

kubectl run kubernetes-bootcamp \
      --image=docker.io/jocatalin/kubernetes-bootcamp:v1 \
      --port=8080

这里我们通过 kubectl run 部署了一个应用，命名为 kubernetes-bootcamp。

Docker 镜像通过 --image 指定。

--port 设置应用对外服务的端口。

root@master:~/kubespray# kubectl run kubernetes-bootcamp \
>       --image=docker.io/jocatalin/kubernetes-bootcamp:v1 \
>       --port=8080
deployment "kubernetes-bootcamp" created

　　

这里 deployment 是 Kubernetes 的术语，可以理解为应用。

Kubernetes 还有一个重要术语 Pod。

Pod 是容器的集合，通常会将紧密相关的一组容器放到一个 Pod 中，同一个 Pod 中的所有容器共享 IP 地址和 Port 空间，也就是说它们在一个 network namespace 中。

Pod 是 Kubernetes 调度的最小单位，同一 Pod 中的容器始终被一起调度。

运行 kubectl get pods 查看当前的 Pod。

root@master:~/kubespray# kubectl get pods
NAME                                   READY     STATUS              RESTARTS   AGE
kubernetes-bootcamp-5d7f968ccb-n8n72   0/1       ContainerCreating   0          13s

kubernetes-bootcamp-5d7f968ccb-n8n72就是应用的 Pod。

访问应用

默认情况下，所有 Pod 只能在集群内部访问。对于上面这个例子，要访问应用只能直接访问容器的 8080 端口。为了能够从外部访问应用，我们需要将容器的 8080 端口映射到节点的端口。

执行如下命令：

kubectl expose deployment/kubernetes-bootcamp \
      --type="NodePort" \
      --port 8080

root@master:~/kubespray# kubectl expose deployment/kubernetes-bootcamp \
>       --type="NodePort" \
>       --port 8080
service "kubernetes-bootcamp" exposed

　　

执行命令 kubectl get services 可以查看应用被映射到节点的哪个端口。

root@master:~/kubespray# kubectl get services
NAME                  TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE
kubernetes            ClusterIP   10.233.0.1      <none>        443/TCP          33d
kubernetes-bootcamp   NodePort    10.233.35.175   <none>        8080:30464/TCP   53s

　　

这里有两个 service，可以将 service 暂时理解为端口映射，后面我们会详细讨论。

kubernetes 是默认的 service，暂时不用考虑。kubernetes-bootcamp 是我们应用的 service，8080 端口已经映射到 集群 的 30464 端口，端口号是随机分配的，可以执行如下命令访问应用：

root@master:~/kubespray# kubectl describe service
Name:              kubernetes
Namespace:         default
Labels:            component=apiserver
                   provider=kubernetes
Annotations:       <none>
Selector:          <none>
Type:              ClusterIP
IP:                10.233.0.1
Port:              https  443/TCP
TargetPort:        6443/TCP
Endpoints:         172.28.2.210:6443,172.28.2.214:6443
Session Affinity:  ClientIP
Events:            <none>


Name:                     kubernetes-bootcamp
Namespace:                default
Labels:                   run=kubernetes-bootcamp
Annotations:              <none>
Selector:                 run=kubernetes-bootcamp
Type:                     NodePort
IP:                       10.233.35.175
Port:                     <unset>  8080/TCP
TargetPort:               8080/TCP
NodePort:                 <unset>  30464/TCP
Endpoints:                10.233.75.6:8080
Session Affinity:         None
External Traffic Policy:  Cluster
Events:                   <none>
root@master:~/kubespray# curl 10.233.75.6:8080
Hello Kubernetes bootcamp! | Running on: kubernetes-bootcamp-5d7f968ccb-n8n72 | v=1
root@master:~/kubespray# curl 10.233.35.175:8080
Hello Kubernetes bootcamp! | Running on: kubernetes-bootcamp-5d7f968ccb-n8n72 | v=1
root@master:~/kubespray# curl 172.28.2.210:30464
Hello Kubernetes bootcamp! | Running on: kubernetes-bootcamp-5d7f968ccb-n8n72 | v=1

　　

Scale 应用

默认情况下应用只会运行一个副本，可以通过 kubectl get deployments查看副本数。

root@master:~/kubespray# kubectl get deployment 
NAME                  DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
kubernetes-bootcamp   1         1         1            1           8m

　　

执行如下命令将副本数增加到 3 个：

kubectl scale deployments/kubernetes-bootcamp --replicas=3

root@master:~/kubespray# kubectl get deployment 
NAME                  DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
kubernetes-bootcamp   1         1         1            1           8m
root@master:~/kubespray# kubectl scale deployment/kubernetes-bootcamp --replicas=3
deployment "kubernetes-bootcamp" scaled
root@master:~/kubespray# kubectl get deployment 
NAME                  DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
kubernetes-bootcamp   3         3         3            1           9m
root@master:~/kubespray# kubectl get deployments
NAME                  DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
kubernetes-bootcamp   3         3         3            1           10m

　　

通过 kubectl get pods 也可以看到当前 Pod 也增加到 3 个。

root@master:~/kubespray# kubectl get pods
NAME                                   READY     STATUS              RESTARTS   AGE
kubernetes-bootcamp-5d7f968ccb-47ztc   0/1       ContainerCreating   0          1m
kubernetes-bootcamp-5d7f968ccb-lts5q   0/1       ContainerCreating   0          1m
kubernetes-bootcamp-5d7f968ccb-n8n72   1/1       Running             0          11m
root@master:~/kubespray# kubectl get pods
NAME                                   READY     STATUS    RESTARTS   AGE
kubernetes-bootcamp-5d7f968ccb-47ztc   1/1       Running   0          39m
kubernetes-bootcamp-5d7f968ccb-lts5q   1/1       Running   0          39m
kubernetes-bootcamp-5d7f968ccb-n8n72   1/1       Running   0          49m

　　

通过 curl 访问应用，可以看到每次请求发送到不同的 Pod，三个副本轮询处理，这样就实现了负载均衡。

root@master:~/kubespray# kubectl get pods
NAME                                   READY     STATUS    RESTARTS   AGE
kubernetes-bootcamp-5d7f968ccb-47ztc   1/1       Running   0          39m
kubernetes-bootcamp-5d7f968ccb-lts5q   1/1       Running   0          39m
kubernetes-bootcamp-5d7f968ccb-n8n72   1/1       Running   0          49m
root@master:~/kubespray# curl 172.28.2.210:30464
Hello Kubernetes bootcamp! | Running on: kubernetes-bootcamp-5d7f968ccb-lts5q | v=1
root@master:~/kubespray# curl 172.28.2.210:30464
Hello Kubernetes bootcamp! | Running on: kubernetes-bootcamp-5d7f968ccb-n8n72 | v=1
root@master:~/kubespray# curl 172.28.2.210:30464
Hello Kubernetes bootcamp! | Running on: kubernetes-bootcamp-5d7f968ccb-47ztc | v=1

　　

要 scale down 也很方便，执行命令：

kubectl scale deployments/kubernetes-bootcamp --replicas=2

root@master:~/kubespray# kubectl scale deployment/kubernetes-bootcamp --replicas=2
deployment "kubernetes-bootcamp" scaled
root@master:~/kubespray# kubectl get pods
NAME                                   READY     STATUS        RESTARTS   AGE
kubernetes-bootcamp-5d7f968ccb-47ztc   1/1       Terminating   0          41m
kubernetes-bootcamp-5d7f968ccb-lts5q   1/1       Running       0          41m
kubernetes-bootcamp-5d7f968ccb-n8n72   1/1       Running       0          51m
root@master:~/kubespray# kubectl get deployment 
NAME                  DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
kubernetes-bootcamp   2         2         2            2           51m

　　

其中一个副本被删除了。

滚动更新

当前应用使用的 image 版本为 v1，执行如下命令将其升级到 v2：

kubectl set image deployments/kubernetes-bootcamp kubernetes-bootcamp=jocatalin/kubernetes-bootcamp:v2

root@master:~/kubespray# kubectl set image deployments/kubernetes-bootcamp kubernetes-bootcamp=jocatalin/kubernetes-bootcamp:v2
deployment "kubernetes-bootcamp" image updated
root@master:~/kubespray# kubectl get pods
NAME                                   READY     STATUS              RESTARTS   AGE
kubernetes-bootcamp-5d7f968ccb-lts5q   0/1       Terminating         0          44m
kubernetes-bootcamp-5d7f968ccb-n8n72   1/1       Terminating         0          53m
kubernetes-bootcamp-7689dc585d-6fq27   1/1       Running             0          38s
kubernetes-bootcamp-7689dc585d-lrnv8   0/1       ContainerCreating   0          38s
root@master:~/kubespray# kubectl get pods
NAME                                   READY     STATUS              RESTARTS   AGE
kubernetes-bootcamp-7689dc585d-6fq27   1/1       Running             0          1m
kubernetes-bootcamp-7689dc585d-lrnv8   0/1       ContainerCreating   0          1m

　　

通过 kubectl get pods 可以观察滚动更新的过程：v1 的 Pod 被逐个删除，同时启动了新的 v2 Pod。更新完成后访问新版本应用。

root@master:~/kubespray# curl 172.28.2.210:30464
Hello Kubernetes bootcamp! | Running on: kubernetes-bootcamp-7689dc585d-6fq27 | v=2

　　

如果要回退到 v1 版本也很容易，执行 kubectl rollout undo 命令：

kubectl rollout undo deployments/kubernetes-bootcamp

root@master:~/kubespray# kubectl rollout undo deployment/kubernetes-bootcamp
deployment "kubernetes-bootcamp" 
root@master:~/kubespray# kubectl get pods
NAME                                   READY     STATUS              RESTARTS   AGE
kubernetes-bootcamp-5d7f968ccb-c57nw   1/1       Running             0          4s
kubernetes-bootcamp-5d7f968ccb-lv24f   0/1       ContainerCreating   0          4s
kubernetes-bootcamp-7689dc585d-6fq27   1/1       Terminating         0          4m
kubernetes-bootcamp-7689dc585d-lrnv8   1/1       Terminating         0          4m

　　

验证版本已经回退到 v1。

root@master:~/kubespray# curl master:30464
Hello Kubernetes bootcamp! | Running on: kubernetes-bootcamp-5d7f968ccb-lv24f | v=1

　　

至此，我们已经通过官网的交互式教程快速体验了 Kubernetes 的功能和使用方法。

教程其余章节将详细讨论 Kubernetes 的架构、典型的部署方法、容器编排能力、网络方案、监控方案，以全面掌握 Kubernetes 的核心技能。