利用K8S技术栈打造个人私有云（连载之：K8S环境理解和练手）

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CodeSheep
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    【利用K8S技术栈打造个人私有云系列文章目录】

    在前文中我们已经搭建好了K8S集群，接下来就来讲述一下K8S的一些重要的概念和知识，并搞两个例子在集群中来实际练手感受一把！

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    CodeSheep · 程序羊

    K8S环境理解

    kubernetes的概念非常多，组件也不少，本文主要阐述一下几个最主要、平时用得最频繁的概念，最详细的学习文档是官网教程！

    K8S设计架构

    K8S架构

    该图描述的设计架构是一个典型的M-S架构，一主两从，这和我搭建的集群基本是一致的，主节点和从节点上运行哪些kube组件，其实在我搭建集群那篇文章也已经讲过了，下面来阐述一下kubernetes集群里的重要概念和操作命令。

    Pod

    Pod是Kubernetes中最小的管理元素，Pod是一组容器的集合，且一个Pod只能运行在一个Node上，Pod是kubernetes调度、部署、扩展的基本单位

    • kubectl run命令创建一个pod：kubectl run pod-example --image=nginx
    • kubectl create命令创建pod：kubectl create -f create_pod.yaml
    • 删除pod：kubectl delete po pod名
    • 查看pod启动情况：kubectl get pods ， kubectl get pods -o wide
    • 查看pod的详细信息：kubectl discrible po pod名

    Namespace

    Namespace是对一组资源和对象的抽象集合，比如可以用来将系统内部的对象划分为不同的项目组或用户组。常见的pods, services, replication controllers和deployments等都是属于某一个namespace的（默认是default），而node, persistentVolumes等则不属于任何namespace。

    • 创建 kubectl create namespace namespace名
    • 删除 kubectl delete namespaces namespace名
    • 查询 kubectl get namespaces

    Replication Controller（RC）

    Replication Controller 保证了在所有时间内，都有特定数量的Pod副本正在运行，如果太多了，Replication Controller就杀死几个，如果太少了，Replication Controller会新建几个，和直接创建的pod不同的是，Replication Controller会替换掉那些删除的或者被终止的pod，而不管删除的原因是什么。

    其实其CURD的命令和上面都差不多，这里不一一列出了

    • 创建：kubectl create -f create_rc.json
    • 查看rc启动情况：kubectl get rc

    Service

    Service 是一个定义了一组Pod的策略的抽象，可以理解为抽象到用户层的一个宏观服务。其实这个概念在Swarm集群里也有，可以参照理解。

    Service的这样一层抽象最起码可以抵御两个方面的问题：

    • Pod重启后IP地址的变化（保持用我们系统的客户其IP不变）
    • 提供负载均衡能力

    其CURD的命令和上面都差不多，这里依然不一一列出

    • 创建service：kubectr create -f redis-master-service.json
    • 查看service的启动情况：kubectl get svc

    这里给一个Service的示例：

    apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-nginx-svc
  labels:
    app: nginx
spec:
  type: LoadBalancer
  ports:
  - port: 80
  selector:  
    app: nginx
    好了，理论的东西看多了可能有点蒙，只能多找点不同的材料阅读并理解了。下面开始做几个练手示例，这几个例子都源自于K8S官网，对于理解理论概念非常有好处，下面开始动手吧！

    关于Pod的实例练手

    本例子创建一个包含两个容器的POD，并在容器之间完成文件交换

    • yaml配置文件如下：
    apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: two-containers
spec:

  restartPolicy: Never

  volumes:
  - name: shared-data
    emptyDir: {}

  containers:

  - name: nginx-container
    image: nginx
    volumeMounts:
    - name: shared-data
      mountPath: /usr/share/nginx/html

  - name: debian-container
    image: debian
    volumeMounts:
    - name: shared-data
      mountPath: /pod-data
    command: ["/bin/sh"]
    args: ["-c", "echo Hello from the debian container > /pod-data/index.html"]
    • 创建pod

    kubectl create -f two-container-pod.yaml

    • 查看pod和容器的信息

    kubectl get pod two-containers --output=yaml

    执行完成输出内容大致如下（经过缩减）：

    apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  ...
  name: two-containers
  namespace: default
  ...
spec:
  ...
  containerStatuses:

  - containerID: docker://c1d8abd1 ...
    image: debian
    ...
    lastState:
      terminated:  // debian容器已停止
        ...
    name: debian-container
    ...

  - containerID: docker://96c1ff2c5bb ...
    image: nginx
    ...
    name: nginx-container
    ...
    state:
      running:  // nginx容器已运行
    ...

    可以看到debian容器已经停止了，nginx容器依然运行

    • 我们进入nginx容器的/bin/bash并验证nginx服务器

    kubectl exec -it two-containers -c nginx-container -- /bin/bash

    执行如下命令来安装curl：

    root@two-containers:/# apt-get update
root@two-containers:/# apt-get install curl procps
root@two-containers:/# ps aux

    然后执行curl localhost,可以获得输出：

    Hello from the debian container

    可见debian容器中写入的东西在nginx容器中获得了，因此文件交换也完成了

    用Pod来做一件事很简单吧！

    关于RC和Service的实例练手

    本示例演示的是：部署一个包含Redis集群、基于PHP的留言板系统

    • 创建redis-master的RC

    redis-master-controller.yaml内容：

    apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
  name: redis-master
spec:
  replicas: 1
  selector:
    name: redis-master
  template:
    metadata:
      name: redis-master
      labels:
        name: redis-master
    spec:
      containers:
      - name: redis-master
        image: kubeguide/redis-master
        ports:
        - containerPort: 6379

    创建该RC并查看创建结果：

    kubectl create -f redis-master-controller.yaml
kubectl get rc
kubectl get pods
    • 创建redis-master的service

    redis-master-service.yaml内容：

    apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: redis-master
  labels:
    name: redis-master
spec:
  ports:
  - port: 6379
    targetPort: 6379
  selector:
    name: redis-master

    创建该Service并查看：

    kubectl create -f redis-master-service.yaml
kubectl get services
    • 创建redis-slave的RC

    redis-slave-controller.yaml文件内容：

    apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
  name: redis-slave
spec:
  replicas: 2
  selector: # RC通过spec.selector来筛选要控制的Pod
    name: redis-slave
  template:
    metadata:
      name: redis-slave
      labels: # Pod的label，可以看到这个label与spec.selector相同
        name: redis-slave
    spec:
      containers:
      - name: redis-slave
        image: kubeguide/guestbook-redis-slave
        env:
        - name: GET_HOSTS_FROM
          value: env
        ports:
        - containerPort: 6379

    创建该RC并查看：

    kubectl create -f redis-slave-controller.yaml
kubectl get rc
kubectl get pods
    • 创建redis-slave的service

    redis-slave-service.yaml文件内容：

    apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: redis-slave
  labels:
    name: redis-slave
spec:
  ports:
  - port: 6379  
  selector:
    name: redis-slave

    创建该Service并查看：

    kubectl create -f redis-slave-service.yaml
kubectl get services
    • 创建frontend的RC

    frontend-controller.yaml内容如下：

    apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
  name: frontend
  labels:
    name: frontend
spec:
  replicas: 3
  selector:
    name: frontend
  template:
    metadata:
      labels:
        name: frontend
    spec:
      containers:
      - name: frontend
        image: kubeguide/guestbook-php-frontend
        env:
        - name: GET_HOSTS_FROM
          value: env
        ports:
        - containerPort: 80

    创建该RC并查看

    kubectl create -f frontend-controller.yaml
kubectl get rc
kubectl get pods
    • 创建frontend的Service

    frontend-service.yaml文件内容如下：

    apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: frontend
  labels:
    name: frontend
spec:
  type: NodePort
  ports:
  - port: 80
    nodePort: 30001
  selector:
    name: frontend

    创建该Service并查看

    kubectl create -f frontend-service.yaml
kubectl get services
    • 访问http://your-host:30001/

    浏览器访问结果

    简单的留言板系统就生成了！

    后记

    作者更多的SpringBt实践文章在此：

    如果有兴趣，也可以抽点时间看看作者一些关于容器化、微服务化方面的文章：

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