系统学习K8s——基础操作

1.K8s集群架构结构介绍

2.K8s创建一次部署

3.K8s的自愈

4.Pod介绍

5.K8s将多个pod封装成一个统一服务

6.K8s的滚动升级

7.K8s的对象描述符文件简单介绍

8.K8s安装lens

1.K8s集群架构结构介绍

在系统学习K8s——简介与安装中，我们学习了K8s的集群架构为主从结构。

master节点的关键组件：

• kubelet（监工）：所有节点必备，控制这个节点所有的pod生命周期以及与api-server的交互工作。
• api-server： 负责接收所有请求，集群内对集群的任何修改都是通过命令行，UI界面把请求发给api-server才能执行。api-server是整个集群对内，堆外的唯一入口。
• kube-proxy：整个节点的网络流量负责
• 都有容器运行时环境

worker节点：

• kubelet（监工）：所有节点必备的。控制这个节点所有pod的生命周期以及与api-server交互等工作
• kube-proxy：整个节点的网络流量负责
• cri：都有容器运行时环境

2.K8s创建一次部署

基本命令：

kubectl create deployment 这次部署的名字 --image=应用的镜像
#创建nginx，并部署3份
kubectl create deployment my-nginx --image=nginx --replicas=3
#Create a deployment named my-nginx that runs the nginx image and expose port 80.
kubectl create deployment my-nginx --image=nginx --port=80

Deployment（部署）:
在k8s中，通过kubectl create deployment命令，可以创建应用程序（docker image）的实例（docker container），这个实例会被包含在pod中，pod是K8s中的最小单元。

在K8s集群中发布deployment后，deployment将指示K8s如何创建和更新应用程序的实例，master节点将应用程序实例调度到集群中等具体节点上。

3.K8s的自愈

我们先创建3个节点的nginx，然后再删除一个pod，此时deployment有自愈机制，会自行恢复。

kubectl create deployment my-nginx --image=nginx --replicas=3

然后我们删除一个：

kubectl delete pod my-nginx-6b74b79f57-5bwp2

自愈原理：
创建应用程序实例后，Kubernetes Deployment Controller会持续监控这些实例，如果运行实例的worker节点关机或者删除，则Kubernetes Deployment Controller将在集群资源中寻找最优的一个worker节点上创建一个新的实例。这提供了一种自我修复机制来解决机器故障或者维护问题。

在容器编排之前的年代，各种安装脚本通常用于开机启动应用程序，但是不能够使用应用程序从机器故障中恢复。通过创建应用程序实例并确保它们在集群中的运行实例个数，Kubernetes Deployment 提供了一种完全不同的方式来管理应用程序。

4.Pod介绍

前面简单实操了一下K8s，经常提到pod，现在我们来讲解一下pod是什么。
Pod(容器组)是K8s中的一个抽象的概念，用于存放一组container（可包含一个或者多个container），以及这些container的一些共享资源，这些资源有：

• 共享存储，称为卷（Volumes）
• 网络，每个pod在集群中都有一个唯一IP，pod中的container共享该ip地址。
• container的基本信息，例如镜像版本，暴露端口之类。

Pod(容器组)是K8s集群上的基本单元。当我们在K8s上创建Deployment时，会在集群上创建包含容器的pod（而不是直接创建容器）。每个pod都要与运行他的worker节点绑定，并保持在那里直到终止或删除。如果node发生故障，则会在集群中的其它node上运行相同的pod。

pod的故障排除常用命令：

# kubectl get 资源类型
    
    #获取类型为Deployment的资源列表
    kubectl get deployments
    
    #获取类型为Pod的资源列表
    kubectl get pods
    
    #获取类型为Node的资源列表
    kubectl get nodes

 # kubectl describe 资源类型 资源名称
    
    #查看名称为nginx-XXXXXX的Pod的信息
    kubectl describe pod nginx-XXXXXX    
    
    #查看名称为nginx的Deployment的信息
    kubectl describe deployment my-nginx    

 # kubectl logs Pod名称
    
    #查看名称为nginx-pod-XXXXXXX的Pod内的容器打印的日志
    #本案例中的 nginx-pod 没有输出日志，所以您看到的结果是空的
    kubectl logs -f nginx-pod-XXXXXXX

  # kubectl exec Pod名称 操作命令
    
    # 在名称为nginx-pod-xxxxxx的Pod中运行bash
    kubectl exec -it nginx-pod-xxxxxx /bin/bash
    

5.K8s将多个pod封装成一个统一服务

我们通过service可以将多个pod封装成一组服务：

先来介绍一下什么是service:
K8s的service是一个抽象层，他将一组pod聚合成一个service提供给外部调用，支持暴露，负载均衡，服务发现等。

• 尽管每一个pod都有IP地址，但是如果没有service，这些IP不会暴露在集群外部，Service允许我们的应用程序接受流量，service有以下几种type方式暴露。

  • ClusterIP (默认) - 在集群的内部 IP 上公开 Service 。这种类型使得 Service 只能从集群内访问。
  • NodePort - 使用 NAT 在集群中每个选定 Node 的相同端口上公开 Service 。使用<NodeIP>:<NodePort> 从集群外部访问 Service。是 ClusterIP 的超集。
  • LoadBalancer - 在当前云中创建一个外部负载均衡器(如果支持的话)，并为 Service 分配一个固定的外部IP。是 NodePort 的超集。
  • ExternalName - 通过返回带有该名称的 CNAME 记录，使用任意名称(由 spec 中的externalName指定)公开 Service。不使用代理。这种类型需要kube-dns的v1.7或更高版本。

我们刚刚在发布nginx的时候，启动了3个副本，然后我们将这3个nginx组装成一个service。

kubectl expose deployment my-nginx --port=80 --target-port=80 --type=NodePort
 ## --port：集群内访问service的端口 8912
 ## --target-port： pod容器的端口 8080
 ## --nodePort： 每个机器开发的端口 30403

创建好后，我们进行验证

 ## 进行验证
 kubectl get svc 
 curl ip:port

然后我们进入每一个pod内部修改nginx的主页标识，看看是否会负载均衡。

kubectl exec -it pod名  /bin/bash  #进pod并执行命令
cd /usr/share/nginx/html/
echo 11111111 > index.html

6.K8s的滚动升级介绍

滚动升级就是允许通过使用新的pod逐步更新老的pod从而实现Deployments更新，停机时间为0.

与应用程序的扩展类似，如果暴露了Deployment，服务（Service）将在更新期间仅对可用的pod进行负载均衡，可用pod是应用程序用户可用的实例。

滚动更新过程如图所示：

初始状态：

下线一个pod，然后上线一个pod：

逐步更新：

全部更新完成：

kubectl set image deployment/my-nginx  nginx=nginx:1.9.1

7.K8s的对象描述符文件简单介绍

我们之前使用K8s的命令行做了一些基本的操作，实际上这些命令非常多，记住及其困难，所以我们一般通过声明式API，通过对象描述符的文件YML来用文件固化操作。

我们要将我们要部署的服务写成yml文件。
Pod --》 yaml ， Deploy--》yaml ， Service --》 yaml
然后apply这个文件就可以了。
kubectl apply -f xxx.yaml

部署一个应用的yml：

apiVersion: apps/v1    #与k8s集群版本有关，使用 kubectl api-versions 即可查看当前集群支持的版本
kind: Deployment    #该配置的类型，我们使用的是 Deployment
metadata:            #译名为元数据，即 Deployment 的一些基本属性和信息
  name: nginx-deployment    #Deployment 的名称
  labels:        #标签，可以灵活定位一个或多个资源，其中key和value均可自定义，可以定义多组，目前不需要理解
    app: nginx    #为该Deployment设置key为app，value为nginx的标签
spec:            #这是关于该Deployment的描述，可以理解为你期待该Deployment在k8s中如何使用
  replicas: 1    #使用该Deployment创建一个应用程序实例
  selector:        #标签选择器，与上面的标签共同作用，目前不需要理解
    matchLabels: #选择包含标签app:nginx的资源
      app: nginx
  template:        #这是选择或创建的Pod的模板
    metadata:    #Pod的元数据
      labels:    #Pod的标签，上面的selector即选择包含标签app:nginx的Pod
        app: nginx
    spec:        #期望Pod实现的功能（即在pod中部署）
      containers:    #生成container，与docker中的container是同一种
      - name: nginx    #container的名称
        image: nginx:1.7.9    #使用镜像nginx:1.7.9创建container，该container默认80端口可访问

暴露应用

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-service    #Service 的名称
  labels:         #Service 自己的标签
    app: nginx    #为该 Service 设置 key 为 app，value 为 nginx 的标签
spec:        #这是关于该 Service 的定义，描述了 Service 如何选择 Pod，如何被访问
  selector:        #标签选择器
    app: nginx    #选择包含标签 app:nginx 的 Pod
  ports:
  - name: nginx-port    #端口的名字
    protocol: TCP        #协议类型 TCP/UDP
    port: 80            #集群内的其他容器组可通过 80 端口访问 Service
    nodePort: 32600   #通过任意节点的 32600 端口访问 Service
    targetPort: 80    #将请求转发到匹配 Pod 的 80 端口
  type: NodePort    #Serive的类型，ClusterIP/NodePort/LoaderBalancer

8.K8s安装lens

我们可以在windows上安装一个lens客户端（https://k8slens.dev/）， 这样就可以使用图形界面的方式来操作K8s，非常便捷。

安装完毕后使用 进行操作，把/etc/kubernetes/admin.conf 的文件全部复制进去，就可以链接并进行操作了！