k8s学习笔记

时间  2021-08-13
标签 html node mysql nginx sql docker json segmentfault api 数组 栏目 HTML 繁體版
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swarm kubernetes k3s
背景 docker公司 google公司 rancher公司
部署 简单 复杂 简单
最小调度单元 docker pod
资源清单 yml文件格式 yml文件格式
控制器 Service ReplicationController 和 ReplicaSet Deployment 、DaemonSet、 StateFulSet Job/CronJob、 Horizontal Pod Autoscaling
Services 无 ClusterIp、 HeadlessService、 NodePort、 LoadBalancer ExternalName
存储 Volume ConfigMap、 Secret、 volume、 PV/PVC
调度策略 spread binpack random
灰度发布 swarm的灰度发布是一次梭哈。当执行swarm update操做时，全部旧的docker逐一所有替换成新的版本。若是在替换过程当中我发现新版本存在问题时，我只能强行终止update，而后执行回滚。在这个过程当中对线上的应用会有影响。 k8s有replication controller的机制，能够人为控制灰度发布的过程。在发布的过程当中，我可让k8s经过replication controller起一小部分新版本的pod并减小对应数量老版本的pod，新的pod可响应用户的请求，若是新的pod比较顺利，则慢慢增长新版本的数量而减小老版本数量，直至新版本所有替换老版本，若是新的pod出现了问题，此时让新pod当即下线，从而不对线上业务形成影响。k8s的发布过程能够人为干预，所以在重大发布时，这种方式其实更优。
弹性伸缩 无 弹性伸缩是指根据宿主机硬件资源承载的状况而作出的一种容器部署架构动态变化的过程。好比某台宿主机的CPU使用率使用偏高，k8s能够根据Pod的使用率自动调整一个部署里面Pod的个数，保障服务可用性

1、背景介绍

容器（Container）

一个经过 Docker 镜像建立的运行实例，一个节点可运行多个容器。容器的实质是进程，但与直接在宿主执行的进程不一样，容器进程运行于属于本身的独立的命名空间。html

镜像（Image）

Docker 镜像是一个模板，是容器应用打包的标准格式，用于建立 Docker 容器。或者说，Docker 镜像是一个特殊的文件系统，除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外，还包含了一些为运行时准备的配置参数（如匿名卷、环境变量、用户等）。镜像不包含任何动态数据，其内容在构建以后也不会被改变。在部署容器化应用时能够指定镜像，镜像能够来自于 Docker Hub、华为云容器镜像服务或者用户的私有 Registry。例如一个 Docker 镜像能够包含一个完整的 Ubuntu 操做系统环境，里面仅安装了用户须要的应用程序及其依赖文件。node

镜像（Image）和容器（Container）的关系，就像是面向对象程序设计中的“类” 和“实例” 同样，镜像是静态的定义，容器是镜像运行时的实体。容器能够被建立、启动、中止、删除、暂停等。mysql

镜像仓库（Registry）

镜像仓库用于存放 Docker 镜像，包括公共镜像仓库（如 DockerHub）和私有镜像仓库（如 Harbor）。nginx

编排（Orchestration）

支持应用程序的容器的部署和组织称为容器编排，这是经过容器编排工具完成的。一些流行的开源容器编排工具包括Kubernetes、Docker Swarm和LXC。sql

docker拥抱k8sdocker

集群（Cluster）

集群指容器运行所须要的云资源组合，关联了若干云服务器节点、负载均衡等云资源。您能够理解为集群是“同一个子网中一个或多个弹性云服务器（又称：节点）”经过相关技术组合而成的计算机群体，为容器运行提供了计算资源池。json

节点（Node）

也叫“主机”，每个节点对应一台服务器（能够是虚拟机实例或者物理服务器），容器应用运行在节点上。节点上运行着 Agent 代理程序（kubelet），用于管理节点上运行的容器实例。集群中的节点数量能够伸缩。segmentfault

实例（Pod）

实例（Pod）是 Kubernetes 部署应用或服务的最小的基本单位。一个 Pod 封装多个应用容器（也能够只有一个容器）、存储资源、一个独立的网络 IP 以及管理控制容器运行方式的策略选项。api

工做负载（Workload）

工做负载即 Kubernetes 对一组 Pod 的抽象模型，用于描述业务的运行载体，包括 Deployment、Statefulset、Daemonset、Job、CronJob 等多种类型。数组

无状态工做负载（Deployment）

即 Kubernetes 中的“Deployments”，无状态工做负载支持弹性伸缩与滚动升级，适用于实例彻底独立、功能相同的场景，如：nginx等。

有状态工做负载（StatefulSet）

即 Kubernetes 中的“StatefulSets”，有状态工做负载支持实例有序部署和删除，支持持久化存储，适用于实例间存在互访的场景，如 ETCD、mysql-HA 等

命名空间（Namespace）

命名空间是对一组资源和对象的抽象整合。在同一个集群内可建立不一样的命名空间，不一样命名空间中的数据彼此隔离。使得它们既能够共享同一个集群的服务，也可以互不干扰。

例如：能够将开发环境、测试环境的业务分别放在不一样的命名空间。

2、部署

docker swarm

核心部署命令

docker swarm initdocker swarm join-token worker
复制代码

kubernetes

k8s手动安装教程

k3s

##k3s server安装curl -sfL https://docs.rancher.cn/k3s/k3s-install.sh |  INSTALL_K3S_MIRROR=cn  \INSTALL_K3S_EXEC="server   --docker  --node-name=wiki-server  --write-kubeconfig-mode=664 " \sh -s - \--datastore-endpoint="mysql://userName:password@tcp(ip:3306)/k3s"​##k3s agent安装curl -sfL https://docs.rancher.cn/k3s/k3s-install.sh | \INSTALL_K3S_MIRROR="cn" \K3S_URL="https://server_ip:6443" \K3S_TOKEN="K10455b2e8dc85b1d0592c5407a37071f1d6f44a97911ac::server:1ebcf18daba1e82cfd" \INSTALL_K3S_EXEC="--docker --node-name=qanew-agent" \sh -s -​##输出tokencat /var/lib/rancher/k3s/server/node-token
复制代码

3、最小调度单元

docker swarm

任务 （Task）是 Swarm 中的最小的调度单位，目前来讲就是一个单一的容器。

kubernetes

在pod内的docker共享volume和网络namespace，彼此之间能够经过localhost通讯或者标准进程间通讯。

4、资源清单

1 资源含义

　　k8s中全部的内容都被抽象为资源，资源实例化以后，叫作对象。

2 资源分类

名称空间级别

　　仅在此名称空间下生效，k8s的系统组件是默认放在kube-system名称空间下的，而kubectl get pod等价于kubectl get pod -n default，所以查看不到k8s的系统组件。

  • 工做负载型资源(workload）：Pod【k8s最小组成部分，共享网络栈共享存储卷】、ReplicaSet【RS，调度器、控制器，经过标签去控制pod的建立、副本数量】、Deployment【控制器，经过控制RS的建立去建立pod】、StatefulSet【为有状态服务所创建的管理器】、DaemonSet【能够在每个节点都运行一个pod的组件】、Job【工做、任务】、CronJob【轮询工做、轮询任务，为批处理而生的】（ReplicationController在v1.11版本被废弃）

  • 服务发现及负载均衡型资源（ServiceDiscovery LoadBalance):Service【简称svc，服务，将服务暴露出去】、Ingress【将服务暴露出去】、...

  • 配置与存储型资源：Volume（存储卷）【给pod提供持久化的能力】、CSI（容器存储接口，能够扩展各类各样的第三方存储卷）

  • 特殊类型的存储卷：ConfigMap（当配置中心来使用的资源类型）【通常用来存储配置文件达到热更新的状态】、Secret（保存敏感数据）【加密方案存储数据，通常用来保存密码文件、密钥等等】、DownwardAPI（把外部环境中的信息输出给容器）【相似于CSI，】

集群级别

　　无论在任何名称空间下定义，在其余的名称空间下都能看获得，在定义的时候无需指定名称空间

　　例如：Namespace【名称空间】、Node【节点】、Role【角色】、ClusterRole、RoleBinding、ClusterRoleBinding

元数据级别

　　提供一个指标，不像是名称空间类型又不像集群级别，本质上更像是在二者之间，可是它有本身的特色，因此更应该做为一个单独的分类，例如HPA【经过cpu的利用率进行平滑扩展】就是一个很明显的元数据类型，经过指标进行操做。

　　根据一些指标去进行对应的操做

　　例如：HPA、PodTemplate【pod模板】、LimitRange【资源限制】

3 资源清单

　　k8s通常都是经过定义资源清单的方式去建立资源

　　资源清单等价于剧本，写好了每一步应该如何去作

　　在k8s中，通常使用yaml格式的文件来建立符合咱们预期指望的资源，这样的yaml文件咱们通常称为资源清单

4 资源清单经常使用的字段

必须存在的属性【建立资源清单的时候没有这些属性的存在它是不容许被执行的】

参数名称 字段类型 说明
version String 这里是指的是K8SAPI的版本，目前基本上是v1，能够用kubectlapi-version命令查询
kind String 这里指的是yam文件定义的资源类型和角色，好比：Pod
metadata Object 元数据对象，固定值就写metadata
metadata.name String 元数据对象的名字，这里由咱们编写，好比命名Pod的名字
metadata.namespace String 元数据对象的命名空间，由咱们自身定义，若是不定义的话则默认是default名称空间
Spec Object 详细定义对象，固定值就写Spec
spec.containers[] List 这里是Spec对象的容器列表定义，是个列表
spec.containers[].name String 这里定义容器的名字
spec.containers[].image String 这里定义要用到的镜像名称

主要属性【这些属性比较重要，若是不指定的话系统会自动补充默认值】

参数名称 字段类型 说明
spec.containers[].name String 这里定义容器的名字
spec.containers[].image String 这里定义要用到的镜像名称
spec.containers[].imagePullPolicy String 定义镜像拉取策略，有Always、Never、IfNotPresent三个值可选（1）Always:意思是每次都尝试从新拉取镜像（2）Never:表示仅使用本地镜像（3）lfNotPresent:若是本地有镜像就使用本地镜像，没有就拉取在线镜像。上面三个值都没设置的话，默认是Always。
spec.containers[].command[] List 指定容器启动命令，由于是数组能够指定多个，不指定则使用镜像打包时使用的启动命令。
spec.containers[].args[] List 指定容器启动命令参数，由于是数组能够指定多个。
spec.containers[].workingDir String 指定容器的工做目录，进入容器时默认所在的目录
spec.containers[].volumeMounts[] List 指定容器内部的存储卷配置
spec.containers[].volumeMounts[].name String 指定能够被容器挂载的存储卷的名称
spec.containers[].volumeMounts[].mountPath String 指定能够被容器挂载的存储卷的路径
spec.containers[].volumeMounts[].readOnly String 设置存储卷路经的读写模式，true或者false，默认为读写模式
spec.containers[].ports[] List 指定容器须要用到的端口列表
spec.containers[].ports[].name String 指定端口名称
spec.containers[].ports[].containerPort String 指定容器须要监听的端口号
spec.containers[].ports[].hostPort String 指定容器所在主机须要监听的端口号，默认跟上面containerPort相同，注意设置了hostPort同一台主机没法启动该容器的相同副本（由于主机的端口号不能相同，这样会冲突)
spec.containers[].ports[].protocol String 指定端口协议，支持TCP和UDP，默认值为 TCP
spec.containers[].env[] List 指定容器运行前需设置的环境变量列表
spec.containers[].env[].name String 指定环境变量名称
spec.containers[].env[].value String 指定环境变量值
spec.containers[].resources Object 指定资源限制和资源请求的值（这里开始就是设置容器的资源上限）
spec.containers[].resources.limits Object 指定设置容器运行时资源的运行上限
spec.containers[].resources.limits.cpu String 指定CPU的限制，单位为core数，将用于docker run --cpu-shares参数这里前面文章 Pod资源限制有讲过）
spec.containers[].resources.limits.memory String 指定MEM内存的限制，单位为MlB、GiB
spec.containers[].resources.requests Object 指定容器启动和调度时的限制设置
spec.containers[].resources.requests.cpu String CPU请求，单位为core数，容器启动时初始化可用数量
spec.containers[].resources.requests.memory String 内存请求，单位为MIB、GiB，容器启动的初始化可用数量

额外的参数项

参数名称 字段类型 说明
spec.restartPolicy String 定义Pod的重启策略，可选值为Always、OnFailure，默认值为Always。1.Always:Pod一旦终止运行，则不管容器是如何终止的，kubelet服务都将重启它。2.OnFailure:只有Pod以非零退出码终止时，kubelet才会重启该容器。若是容器正常结束（退出码为0），则kubelet将不会重启它。3.Never:Pod终止后，kubelet将退出码报告给Master，不会重启该Pod。
spec.nodeSelector Object 定义Node的Label过滤标签，以key:value格式指定，选择node节点去运行
spec.imagePullSecrets Object 定义pull镜像时使用secret名称，以name:secretkey格式指定
spec.hostNetwork Boolean 定义是否使用主机网络模式，默认值为false。设置true表示使用宿主机网络，不使用docker网桥，同时设置了true将没法在同一台宿主机上启动第二个副本。

　　查看资源有那些资源清单属性，使用如下命令

kubectl explain pod
复制代码

　　查看属性说明，使用如下命令

kubectl explain pod.apiVersion
复制代码

ImagePullPolicy

支持三种ImagePullPolicy

  • Always：无论镜像是否存在都会进行一次拉取。

  • Never：无论镜像是否存在都不会进行拉取

  • IfNotPresent：只有镜像不存在时，才会进行镜像拉取。

注意：

  • 默认为IfNotPresent，但:latest标签的镜像默认为Always。

  • 拉取镜像时docker会进行校验，若是镜像中的MD5码没有变，则不会拉取镜像数据。

  • 生产环境中应该尽可能避免使用:latest标签，而开发环境中能够借助:latest标签自动拉取最新的镜像。

RestartPoliy

支持三种RestartPolicy

  • Always：只要退出就重启

  • OnFailure：失败退出（exit code不等于0）时重启

  • Never：只要退出就再也不重启

注意，这里的重启是指在Pod所在Node上面本地重启，并不会调度到其余Node上去。

⒌资源清单格式

apiVersion: group/apiversion #若是没有给定group名称，那么默认为core，可使用kubectlapi-versions命令获取当前k8s版本上全部的apiversion版本信息（每一个版本可能不一样）kind: #资源类别metadata: #资源元数据 name: namespace: lables: annotations: #主要目的是方便用户阅读查找spec: #指望的状态（disired state)status: #当前状态，本字段由Kubernetes自身维护，用户不能去定义

⒍资源清单的经常使用命令

1.获取apiVersion版本信息

kubectl api-versions　　
复制代码

2.获取资源的apiVersion的版本信息(以pod为例)，该命令同时输出属性设置帮助文档

kubectl explain pod　　
复制代码

3.字段配置格式

apiVersion <string> #表示字符串类型 metadata <Object> #表示须要嵌套多层字段 1abels <map[string]string> #表示由k：v组成的映射 finalizers <[]string> #表示字串列表 ownerReferences <[]Object>#表示对象列表 hostPID <boolean> #布尔类型 priority <integer> #整型 name <string> -required- #若是类型后面接-required-，表示为必填字段
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7 示例：经过定义清单文件建立Pod

apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: pod-demo  namespace: default  1abels:  app:myapp spec: containers: - name: myapp-1    image: hub.coreqi.cn/1ibrary/myapp:v1  - name: busybox-1    image: busybox:latest    command:   - "/bin/sh"   - "-c"   - "sleep 3600"
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　　经过yaml文件建立pod

kubectl create -f xxx.yaml

　　获取资源的资源配置文件

#使用 -o 参数 加 yaml，能够将资源的配置以yaml的格式输出出来，也可使用json，输出为json格式

滚动更新kubectl set image deployment/myapp-deployment myapp-container=index-demo:2.0回滚kubectl rollout undo deployment/myapp-deployment查看回滚状态kubectl rollout status deployment/myapp-deployment扩容kubectl scale deployment myapp-deployment --replicas=2
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