k8s 资源管控
基本介绍
在kubernetes中，所有的内容都抽象为资源，用户需要通过操作资源来管理kubernetes。
kubernetes的本质上就是一个集群系统，用户可以在集群中部署各种服务，所谓的部署服务，其实就是在kubernetes集群中运行一个个的容器，并将指定的程序跑在容器中。
kubernetes的最小管理单元是pod而不是容器，所以只能将容器放在Pod中，而kubernetes一般也不会直接管理Pod，而是通过Pod控制器来管理Pod的。
Pod可以提供服务之后，就要考虑如何访问Pod中服务，kubernetes提供了Service资源实现这个功能。
当然，如果Pod中程序的数据需要持久化，kubernetes还提供了各种存储系统。
学习kubernetes的核心，就是学习如何对集群上的Pod、Pod控制器、Service、存储等各种资源进行操作。
管理方式
管理方式分为2种：
-
纯命令管理：直接使用命令去操作kubernetes资源
如：kubectl run nginx-pod --image=nginx:1.17.1 --port=80
-
配置文件管理：通过命令配置和配置文件去操作kubernetes资源
如：kubectl create/patch -f nginx-pod.yaml
差异对比如下：
| 类型 | 操作对象 | 适用环境 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|---|---|
| 纯命令管理 | 资源对象 | 测试 | 简单、灵活、高效 | 无法审计、跟踪、复用、维护成本大 |
| 配置文件管理 | 文件 | 开发 | 可以升级、跟踪、复用、维护成本小 | 需要学习YAML语言 |
纯命令管理
基础介绍
kubectl是kubernetes集群的命令行工具，通过它能够对集群本身进行管理，并能够在集群上进行容器化应用的安装部署。kubectl命令的语法如下：
kubectl [command] [type] [name] [flags]
# 支持复数加s，如pod可以为pods
- comand：指定要对资源执行的操作，例如create、get、delete
- type：指定资源类型，比如deployment、pod、service
- name：指定资源的名称，名称大小写敏感
- flags：指定额外的可选参数
如下所示：
# 查看所有pod
kubectl get pod
# 查看某个pod
kubectl get pod pod_name
# 查看某个pod,以yaml格式展示结果
kubectl get pod pod_name -o yaml
资源操作
kubernetes允许对资源进行多种操作，可以通过--help查看详细的操作命令:
kubectl --help
经常使用的操作有下面这些：
| 命令分类 | 命令 | 翻译 | 命令作用 |
|---|---|---|---|
| 基本命令 | create | 创建 | 创建一个资源 |
| edit | 编辑 | 编辑一个资源 | |
| get | 获取 | 获取一个资源 | |
| patch | 更新 | 更新一个资源 | |
| delete | 删除 | 删除一个资源 | |
| explain | 解释 | 展示资源文档 | |
| 运行和调试 | run | 运行 | 在集群中运行一个指定的镜像 |
| expose | 暴露 | 暴露资源为Service | |
| describe | 描述 | 显示资源内部信息 | |
| logs | 日志 | 输出容器在 pod 中的日志 | |
| attach | 缠绕 | 进入运行中的容器 | |
| exec | 执行 | 执行容器中的一个命令 | |
| cp | 复制 | 在Pod内外复制文件 | |
| rollout | 首次展示 | 管理资源的发布 | |
| scale | 规模 | 扩(缩)容Pod的数量 | |
| autoscale | 自动调整 | 自动调整Pod的数量 | |
| 高级命令 | apply | rc | 通过文件对资源进行配置 |
| label | 标签 | 更新资源上的标签 | |
| 其他命令 | cluster-info | 集群信息 | 显示集群信息 |
| version | 版本 | 显示当前Server和Client的版本 |
资源类型
kubernetes中所有的内容都抽象为资源，可以通过下面的命令进行查看:
kubectl api-resources
经常使用的资源有以下：
| 资源分类 | 资源名称 | 缩写 | 资源作用 |
|---|---|---|---|
| 集群级别资源 | nodes | no | 集群组成部分 |
| namespaces | ns | 隔离Pod | |
| pod资源 | pods | po | 装载容器 |
| pod资源控制器 | replicationcontrollers | rc | 控制pod资源 |
| replicasets | rs | 控制pod资源 | |
| deployments | deploy | 控制pod资源 | |
| daemonsets | ds | 控制pod资源 | |
| jobs | 控制pod资源 | ||
| cronjobs | cj | 控制pod资源 | |
| horizontalpodautoscalers | hpa | 控制pod资源 | |
| statefulsets | sts | 控制pod资源 | |
| 服务发现资源 | services | svc | 统一pod对外接口 |
| ingress | ing | 统一pod对外接口 | |
| 存储资源 | volumeattachments | 存储 | |
| persistentvolumes | pv | 存储 | |
| persistentvolumeclaims | pvc | 存储 | |
| 配置资源 | configmaps | cm | 配置 |
| secrets | 配置 |
操作示例
下面以一个namespace / pod的创建和删除简单演示下命令的使用：
# 创建一个namespace
[root@master ~]# kubectl create namespace dev
namespace/dev created
# 获取namespace
[root@master ~]# kubectl get ns
NAME STATUS AGE
default Active 21h
dev Active 21s
kube-node-lease Active 21h
kube-public Active 21h
kube-system Active 21h
# 在此namespace下创建并运行一个nginx的Pod
[root@master ~]# kubectl run pod --image=nginx -n dev
kubectl run --generator=deployment/apps.v1 is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use kubectl run --generator=run-pod/v1 or kubectl create instead.
deployment.apps/pod created
# 查看新创建的pod
[root@master ~]# kubectl get pod -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod-864f9875b9-pcw7x 1/1 Running 0 21s
# 删除指定的pod
[root@master ~]# kubectl delete pod pod-864f9875b9-pcw7x
pod "pod-864f9875b9-pcw7x" deleted
# 删除指定的namespace
[root@master ~]# kubectl delete ns dev
namespace "dev" deleted
配置文件管理
YAML介绍
YAML是一个类似 XML、JSON 的标记性语言。
它强调以数据为中心，并不是以标识语言为重点。
因而YAML本身的定义比较简单，号称"一种人性化的数据格式语言"。
XML表现形式：
<heima>
<age>15</age>
<address>Beijing</address>
</heima>
YAML表现形式：
heima:
age: 15
address: Beijing
YAML语法
YAML的语法比较简单，主要有下面几个：
- 大小写敏感
- 使用缩进表示层级关系
- 缩进不允许使用tab，只允许空格( 低版本限制 )
- 缩进的空格数不重要，只要相同层级的元素左对齐即可
- '#'表示注释
YAML支持以下几种数据类型：
- 纯量：单个的、不可再分的值
- 对象：键值对的集合，又称为映射（mapping）/ 哈希（hash） / 字典（dictionary）
- 数组：一组按次序排列的值，又称为序列（sequence） / 列表（list）
以下是一些数据类型的定义演示，普通的纯量类型：
# 纯量, 就是指的一个简单的值，字符串、布尔值、整数、浮点数、Null、时间、日期
# 1 布尔类型
c1: true (或者True)
# 2 整型
c2: 234
# 3 浮点型
c3: 3.14
# 4 null类型
c4: ~ # 使用~表示null
# 5 日期类型
c5: 2018-02-17 # 日期必须使用ISO 8601格式，即yyyy-MM-dd
# 6 时间类型
c6: 2018-02-17T15:02:31+08:00 # 时间使用ISO 8601格式，时间和日期之间使用T连接，最后使用+代表时区
# 7 字符串类型
c7: heima # 简单写法，直接写值 , 如果字符串中间有特殊字符，必须使用双引号或者单引号包裹
c8: line1
line2 # 字符串过多的情况可以拆成多行，每一行会被转化成一个空格
对象形式书写：
# 对象
# 形式一(推荐):
heima:
age: 15
address: Beijing
# 形式二(了解):
heima: {age: 15,address: Beijing}
数组形式书写：
# 数组
# 形式一(推荐):
address:
- 顺义
- 昌平
# 形式二(了解):
address: [顺义,昌平]
小提示：
-
书写yaml切记: 后面要加一个空格
-
如果需要将多段yaml配置放在一个文件中，中间要使用---分隔
-
下面是一个yaml转json的网站，可以通过它验证yaml是否书写正确
YAML与k8s
在k8s真正的实际使用中，资源管理及部署都大多依赖于yaml文件而并非纯命令式的管理，我们只需要将要部署或管控的对象操作编辑到yaml文件中进行应用即可。
这种文件叫资源清单文件，通过kubectl命令可直接使用资源清单文件，以此实现对大量资源对象的管控与部署。
当然你可以使用单纯的命令式进行管理，但是命令复用及追踪效果较差。
当命令被执行，随着操作越来越多被顶了上去，你很难再找到之前执行过的命令。
而使用YAML进行资源部署管理的好处在于YAML文件只要你不删除，它一直就存在哪里，方便后期进行复用维护和调试。
常用命令
我们不再操纵资源对象，而是直接操纵yaml文件即可完成管理。
一般来说，如对一个应用进行部署我们可以先生成一个YAML文件，在此文件基础之上稍作修改再进行应用。
下面是一些配置文件应用的常用命令：
| 命令 | 描述 |
|---|---|
| kubectl create -f xxx.yaml | 手动创建资源文件 |
| kubectl get -f xxx.yaml | 根据文件查看资源 |
| kubectl delete -f xxx.yaml | 根据文件删除资源 |
| kubectl patch -f xxx.yaml | 根据文件更新资源 |
| kubectl apply -f xxx.yaml | 根据文件创建或更新资源 |
自动生成
手写配置文件比较繁琐，我们可以使用导入导出的命令快速的来进行资源创建和变更：
[root@master ~]# kubectl create 资源类型 资源名称 -o yaml --dry-run > yaml文件名.yaml
[root@master ~]# kubectl get deploy nginx -o=yaml --export > nginx.yaml # 导出index
# --dry-run：空跑，仅生成文件，不部署deployment资源
你可以一步一步通过--help命令来获取帮助：
[root@master ~]# kubectl create --help
Available Commands:
clusterrole Create a ClusterRole.
clusterrolebinding 为一个指定的 ClusterRole 创建一个 ClusterRoleBinding
configmap 从本地 file, directory 或者 literal value 创建一个 configmap
cronjob Create a cronjob with the specified name.
deployment 创建一个指定名称的 deployment.
job Create a job with the specified name.
namespace 创建一个指定名称的 namespace
poddisruptionbudget 创建一个指定名称的 pod disruption budget.
priorityclass Create a priorityclass with the specified name.
quota 创建一个指定名称的 quota.
role Create a role with single rule.
rolebinding 为一个指定的 Role 或者 ClusterRole创建一个 RoleBinding
secret 使用指定的 subcommand 创建一个 secret
service 使用指定的 subcommand 创建一个 service.
serviceaccount 创建一个指定名称的 service account
操作示例
使用YAML文件来部署一个nginx服务。
1）我们需要为该Nginx创建一个Pod，可以通过deploy这个管理器来完成Pod的创建与部署，只需要指定镜像即可：
[root@master ~]# kubectl create deploy nginx --image=nginx -o=yaml --dry-run > nginx.yaml
2）部署应用：
[root@master ~]# kubectl apply -f nginx.yaml
3）查看部署的Nginx：
[root@master ~]# kubectl get deploy
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
nginx 1/1 1 1 4s
4）该Nginx服务不能对外访问，还需要生成一个svc的访问规则：
[root@master ~]# kubectl create svc nodeport nginx -o=yaml --tcp=80:80 --dry-run > nginx_svc.yaml
# 80:80 第一个80是集群内部访问的端口，第二个port是在Pod上的port
5）进行应用svc规则：
[root@master ~]# kubectl apply -f nginx_svc.yaml
service/nginx configured
6）执行以下命令查看暴露给外部的port：
[root@master ~]# kubectl get svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 3d4h
nginx NodePort 10.111.215.31 <none> 80:31582/TCP 8m13s
7）集群内部访问测试：
[root@master ~]# curl 10.111.215.31:80
8）浏览器外部访问测试：
http://192.168.120:31582
http://192.168.130:31582
http://192.168.140:31582
属性介绍
打开--dry-run的nginx.yaml文件，查看文件内容：
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
creationTimestamp: null
labels:
app: web
name: web
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: web
strategy: {}
template:
metadata:
creationTimestamp: null
labels:
app: web
spec:
containers:
- image: nginx
name: nginx
resources: {}
status: {}
以下是它的属性介绍：
| 属性名称 | 描述 |
|---|---|
| apiVersion | API版本 |
| kind | 资源类型 |
| metadata | 资源元数据 |
| spec | 资源规格 |
| replicas | 副本数量 |
| selector | 标签选择器 |
| template | Pod模板 |
| metadata | Pod元数据 |
| spec | Pod规格 |
| containers | 容器配置 |
控制管理器
在nginx.yaml文件中，以下部分是属于控制管理器：
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
creationTimestamp: null
labels:
app: web # 要管理谁？
name: web
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: web
strategy: {}
被控制对象
在nginx.yaml文件中，以下部分是属于被控制对象：
template:
metadata:
creationTimestamp: null
labels:
app: web # 我是谁
spec:
containers:
- image: nginx
name: nginx
resources: {}
status: {}
Kubectl操作大全
阅读需知前言
本小结中所有命令均是kubectl中command所能用到的操作命令。
基础操作命令
以下是常用的基础命令：
| 命令 | 描述 |
|---|---|
| create | 通过文件名或标准输入创建资源 |
| expose | 将一个资源公开为一个新的Service |
| run | 在集群中运行一个特定的镜像 |
| set | 在对象上设置特定的功能 |
| get | 显示一个或多个资源 |
| explain | 文档参考资料 |
| edit | 使用默认的编辑器编辑一个资源 |
| delete | 通过文件名，标准输入，资源名称或标签来删除资源 |
部署操作命令
以下是常用的部署操作命令：
| 命令 | 描述 |
|---|---|
| rollout | 管理资源的发布 |
| rolling-update | 对给定的复制控制器滚动更新 |
| scale | 扩容或缩容Pod数量，Deployment、ReplicaSet、RC或Job |
| autoscale | 创建一个自动选择扩容或缩容并设置Pod数量 |
集群管理命令
以下是常用的集群管理命令：
| 命令 | 描述 |
|---|---|
| certificate | 修改证书资源 |
| cluster-info | 显示集群信息 |
| top | 显示资源(CPU/M) |
| cordon | 标记节点不可调度 |
| uncordon | 标记节点可被调度 |
| drain | 驱逐节点上的应用，准备下线维护 |
| taint | 修改节点taint标记 |
故障调试命令
以下是常用的部署与调试命令：
| 命令 | 描述 |
|---|---|
| describe | 显示特定资源或资源组的详细信息 |
| logs | 在一个Pod中打印一个容器日志，如果Pod只有一个容器，容器名称是可选的 |
| attach | 附加到一个运行的容器 |
| exec | 执行命令到容器 |
| port-forward | 转发一个或多个 |
| proxy | 运行一个proxy到Kubernetes API Server |
| cp | 拷贝文件或目录到容器中 |
| auth | 检查授权 |
其他操作命令
以下是一些常用的其他操作命令：
| 命令 | 描述 |
|---|---|
| apply | 通过文件名或标准输入对资源应用配置 |
| patch | 使用补丁修改、更新资源的字段 |
| replace | 通过文件名或标准输入替换一个资源 |
| convert | 不同的API版本之间转换配置文件 |
| label | 更新资源上的标签 |
| annotate | 更新资源上的注释 |
| completion | 用于实现kubectl工具自动补全 |
| api-versions | 打印受支持的API版本 |
| config | 修改kubeconfig文件（用于访问API，比如配置认证信息） |
| help | 所有命令帮助 |
| plugin | 运行一个命令行插件 |
| version | 打印客户端和服务版本信息 |
