容器化部署----Kubernetes(K8S)快速入门

谁借莪１个温暖的怀抱￠ 2024-04-01 09:16 83阅读 0赞

**容器化部署**

随着Docker技术的流行，对项目的容器化部署方式越来越流行，容器化部署的优点如下：

①可以保证每个容器拥有自己的文件系统、CPU、内存、进程空间等

②运行应用程序所需要的资源都被容器包装，并和底层基础架构解耦

③容器化的应用程序可以跨云服务商、跨Linux操作系统发行版进行部署

虽然容器化部署可以带来很多便利，但是也会出现一些问题，比如说：

①一个容器故障停机了，怎么样让另外一个容器立刻启动去替补停机的容器

②当并发访问量变大的时候，怎么样做到横向扩展容器数量

这些容器管理的问题统称为**容器编排**问题，为了解决这些容器编排问题，就产生了一些容器编排技术：

**①Swarm**：Docker自己的容器编排工具

**②Mesos**：Apache的一个资源统一管控的工具，需要和Marathon结合使用

**③Kubernetes**：Google开源的的容器编排工具

目前为止Kubernetes是最为流行的一种容器编排技术。

**k8s**

kubernetes，由于k和s之间有8个字符，所以简称k8s，是一个全新的基于容器技术的分布式架构领先方案，是谷歌严格保密十几年的秘密武器----Borg系统的一个开源版本，于2015年7月发布第一个正式版本，它的本质是**一组服务器集群**，可以在集群的每个节点上运行特定的程序，来对节点中的容器进行管理，主要提供了如下主要功能：

**①自我修复**：一旦某一个容器崩溃，能够在1秒中左右迅速启动新的容器

**②弹性伸缩**：可以根据需要，自动对集群中正在运行的容器数量进行调整

**③服务发现**：服务可以通过自动发现的形式找到它所依赖的服务

**④负载均衡**：如果一个服务起动了多个容器，能够自动实现请求的负载均衡

**⑤版本回退**：如果发现新发布的程序版本有问题，可以立即回退到原来的版本

**⑥存储编排**：可以根据容器自身的需求自动创建存储卷

**组件**

一个k8s集群主要是由**控制节点(master)**、**工作节点(node)**构成，每个节点上都会安装不同的组件。

**master：集群的控制平面，负责集群的决策 ( 管理 )**

> **ApiServer** : 资源操作的唯一入口，接收用户输入的命令，提供认证、授权、API注册和发现等机制
> 
> **Scheduler** : 负责集群资源调度，按照预定的调度策略将Pod调度到相应的node节点上
> 
> **ControllerManager** : 负责维护集群的状态，比如程序部署安排、故障检测、自动扩展、滚动更新等
> 
> **Etcd** ：负责存储集群中各种资源对象的信息

**node：集群的数据平面，负责为容器提供运行环境 ( 干活 )**

> **Kubelet** : 负责维护容器的生命周期，即通过控制docker，来创建、更新、销毁容器
> 
> **KubeProxy** : 负责提供集群内部的服务发现和负载均衡
> 
> **Docker** : 负责节点上容器的各种操作

![05a3c9b274cc3654fba97e67ec140f91.png][]

下面，以部署一个nginx服务来说明kubernetes系统各个组件调用关系：

①首先要明确，一旦kubernetes环境启动之后，master和node都会将自身的信息存储到etcd数据库中

②一个nginx服务的安装请求会首先被发送到master节点的apiServer组件

③apiServer组件会调用scheduler组件来决定到底应该把这个服务安装到哪个node节点上

在此时，它会从etcd中读取各个node节点的信息，然后按照一定的算法进行选择，并将结果告知apiServer

④apiServer调用controller-manager去调度Node节点安装nginx服务

kubelet接收到指令后，会通知docker，然后由docker来启动一个nginx的pod

⑤pod是kubernetes的最小操作单元，容器必须跑在pod中至此，

⑥一个nginx服务就运行了，如果需要访问nginx，就需要通过kube-proxy来对pod产生访问的代理

这样，外界用户就可以访问集群中的nginx服务了

**核心概念**

**Master**：集群控制节点，每个集群需要至少一个master节点负责集群的管控

**Node**：工作负载节点，由master分配容器到这些node工作节点上，然后node节点上的docker负责容器的运行

**Pod**：kubernetes的最小控制单元，容器都是运行在pod中的，一个pod中可以有1个或者多个容器

**Controller**：控制器，通过它来实现对pod的管理，比如启动pod、停止pod、伸缩pod的数量等等

**Service**：pod对外服务的统一入口，下面可以维护者同一类的多个pod

**Label**：标签，用于对pod进行分类，同一类pod会拥有相同的标签

**NameSpace**：命名空间，用来隔离pod的运行环境

### **环境搭建** ###

**主机准备**

> 本次搭建的是一台Master节点和多台Node节点构成的集群

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>作用</th> 
   <th>IP地址</th> 
   <th>操作系统</th> 
   <th>配置</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Master</td> 
   <td>192.168.109.101</td> 
   <td>Centos7.5 基础设施服务器</td> 
   <td>2颗CPU 2G内存 50G硬盘</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Node1</td> 
   <td>192.168.109.102</td> 
   <td>Centos7.5 基础设施服务器</td> 
   <td>2颗CPU 2G内存 50G硬盘</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Node2</td> 
   <td>192.168.109.103</td> 
   <td>Centos7.5 基础设施服务器</td> 
   <td>2颗CPU 2G内存 50G硬盘</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**环境初始化**

1）检查操作系统的版本

# 此方式下安装kubernetes集群要求Centos版本要在7.5或之上
    [root@master ~]# cat /etc/redhat-release
    CentOS Linux release 7.5.1804 (Core)

2） 主机名解析

为了方便后面集群节点间的直接调用，在这配置一下主机名解析，企业中推荐使用内部DNS服务器

# 主机名成解析 编辑三台服务器的/etc/hosts文件，添加下面内容
    192.168.109.100  master
    192.168.109.101  node1
    192.168.109.102  node2

3） 时间同步

kubernetes要求集群中的节点时间必须精确一致，这里直接使用chronyd服务从网络同步时间。

企业中建议配置内部的时间同步服务器

# 启动chronyd服务
    [root@master ~]# systemctl start chronyd
    # 设置chronyd服务开机自启
    [root@master ~]# systemctl enable chronyd
    # chronyd服务启动稍等几秒钟，就可以使用date命令验证时间了
    [root@master ~]# date

4） 禁用iptables和firewalld服务

kubernetes和docker在运行中会产生大量的iptables规则，为了不让系统规则跟它们混淆，直接关闭系统的规则

# 1 关闭firewalld服务
    [root@master ~]# systemctl stop firewalld
    [root@master ~]# systemctl disable firewalld
    # 2 关闭iptables服务
    [root@master ~]# systemctl stop iptables
    [root@master ~]# systemctl disable iptables

5） 禁用selinux

selinux是linux系统下的一个安全服务，如果不关闭它，在安装集群中会产生各种各样的奇葩问题

# 编辑 /etc/selinux/config 文件，修改SELINUX的值为disabled
    # 注意修改完毕之后需要重启linux服务
    SELINUX=disabled

6） 禁用swap分区

swap分区指的是虚拟内存分区，它的作用是在物理内存使用完之后，将磁盘空间虚拟成内存来使用

启用swap设备会对系统的性能产生非常负面的影响，因此kubernetes要求每个节点都要禁用swap设备

但是如果因为某些原因确实不能关闭swap分区，就需要在集群安装过程中通过明确的参数进行配置说明

# 编辑分区配置文件/etc/fstab，注释掉swap分区一行
    # 注意修改完毕之后需要重启linux服务
     UUID=455cc753-7a60-4c17-a424-7741728c44a1 /boot    xfs     defaults        0 0
     /dev/mapper/centos-home /home                      xfs     defaults        0 0
    # /dev/mapper/centos-swap swap                      swap    defaults        0 0

7）修改linux的内核参数

# 修改linux的内核参数，添加网桥过滤和地址转发功能
    # 编辑/etc/sysctl.d/kubernetes.conf文件，添加如下配置:
    net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
    net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
    net.ipv4.ip_forward = 1
    
    # 重新加载配置
    [root@master ~]# sysctl -p
    
    # 加载网桥过滤模块
    [root@master ~]# modprobe br_netfilter
    
    # 查看网桥过滤模块是否加载成功
    [root@master ~]# lsmod | grep br_netfilter

8）配置ipvs功能

在kubernetes中service有两种代理模型，一种是基于iptables的，一种是基于ipvs的

两者比较的话，ipvs的性能明显要高一些，但是如果要使用它，需要手动载入ipvs模块

# 1 安装ipset和ipvsadm
    [root@master ~]# yum install ipset ipvsadmin -y
    
    # 2 添加需要加载的模块写入脚本文件
    [root@master ~]# cat < /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules
    #!/bin/bash
    modprobe -- ip_vs
    modprobe -- ip_vs_rr
    modprobe -- ip_vs_wrr
    modprobe -- ip_vs_sh
    modprobe -- nf_conntrack_ipv4
    EOF
    
    # 3 为脚本文件添加执行权限
    [root@master ~]# chmod +x /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules
    
    # 4 执行脚本文件
    [root@master ~]# /bin/bash /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules
    
    # 5 查看对应的模块是否加载成功
    [root@master ~]# lsmod | grep -e ip_vs -e nf_conntrack_ipv4

9） 重启服务器

上面步骤完成之后，需要重新启动linux系统

[root@master ~]# reboot

**安装docker**

# 1 切换镜像源
    [root@master ~]# wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo -O /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo
    
    # 2 查看当前镜像源中支持的docker版本
    [root@master ~]# yum list docker-ce --showduplicates
    
    # 3 安装特定版本的docker-ce
    # 必须指定--setopt=obsoletes=0，否则yum会自动安装更高版本
    [root@master ~]# yum install --setopt=obsoletes=0 docker-ce-18.06.3.ce-3.el7 -y
    
    # 4 添加一个配置文件
    # Docker在默认情况下使用的Cgroup Driver为cgroupfs，而kubernetes推荐使用systemd来代替cgroupfs
    [root@master ~]# mkdir /etc/docker
    [root@master ~]# cat <  /etc/docker/daemon.json
    {
      "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
      "registry-mirrors": ["https://kn0t2bca.mirror.aliyuncs.com"]
    }
    EOF
    
    # 5 启动docker
    [root@master ~]# systemctl restart docker
    [root@master ~]# systemctl enable docker
    
    # 6 检查docker状态和版本
    [root@master ~]# docker version

**安装k8s**

# 由于kubernetes的镜像源在国外，速度比较慢，这里切换成国内的镜像源
    # 编辑/etc/yum.repos.d/kubernetes.repo，添加下面的配置 
    [kubernetes]
    name=Kubernetes
    baseurl=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
    enabled=1
    gpgcheck=0
    repo_gpgcheck=0
    gpgkey=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg
           http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
    
    # 安装kubeadm、kubelet和kubectl
    [root@master ~]# yum install --setopt=obsoletes=0 kubeadm-1.17.4-0 kubelet-1.17.4-0 kubectl-1.17.4-0 -y
    
    # 配置kubelet的cgroup
    # 编辑/etc/sysconfig/kubelet，添加下面的配置
    KUBELET_CGROUP_ARGS="--cgroup-driver=systemd"
    KUBE_PROXY_MODE="ipvs"
    
    # 4 设置kubelet开机自启
    [root@master ~]# systemctl enable kubelet

**准备集群镜像**

# 在安装kubernetes集群之前，必须要提前准备好集群需要的镜像，所需镜像可以通过下面命令查看
    [root@master ~]# kubeadm config images list
    
    # 下载镜像
    # 此镜像在kubernetes的仓库中,由于网络原因,无法连接，下面提供了一种替代方案
    images=(
        kube-apiserver:v1.17.4
        kube-controller-manager:v1.17.4
        kube-scheduler:v1.17.4
        kube-proxy:v1.17.4
        pause:3.1
        etcd:3.4.3-0
        coredns:1.6.5
    )
    
    for imageName in ${images[@]} ; do
    	docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/$imageName
    	docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/$imageName 		k8s.gcr.io/$imageName
    	docker rmi registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/$imageName
    done

**集群初始化**

下面开始对集群进行初始化，并将node节点加入到集群中

> 下面的操作只需要在`master`节点上执行即可

# 创建集群
    [root@master ~]# kubeadm init 
    	--kubernetes-version=v1.17.4 
        --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 
        --service-cidr=10.96.0.0/12 
        --apiserver-advertise-address=192.168.109.100
    
    # 创建必要文件
    [root@master ~]# mkdir -p $HOME/.kube
    [root@master ~]# sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
    [root@master ~]# sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

> 下面的操作只需要在`node`节点上执行即可

# 将node节点加入集群
    [root@master ~]# kubeadm join 192.168.109.100:6443  
    	--token 8507uc.o0knircuri8etnw2 
    	--discovery-token-ca-cert-hash 
    	sha256:acc37967fb5b0acf39d7598f8a439cc7dc88f439a3f4d0c9cae88e7901b9d3f
    	
    # 查看集群状态 此时的集群状态为NotReady，这是因为还没有配置网络插件
    [root@master ~]# kubectl get nodes
    NAME     STATUS     ROLES    AGE     VERSION
    master   NotReady   master   6m43s   v1.17.4
    node1    NotReady      22s     v1.17.4
    node2    NotReady      19s     v1.17.4

**安装网络插件**

kubernetes支持多种网络插件，比如flannel、calico、canal等等，任选一种使用即可，本次选择flannel

> 下面操作依旧只在`master`节点执行即可，插件使用的是DaemonSet的控制器，它会在每个节点上都运行

# 获取fannel的配置文件
    [root@master ~]# wget https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml
    
    # 修改文件中quay.io仓库为quay-mirror.qiniu.com
    
    # 使用配置文件启动fannel
    [root@master ~]# kubectl apply -f kube-flannel.yml
    
    # 稍等片刻，再次查看集群节点的状态
    [root@master ~]# kubectl get nodes
    NAME     STATUS   ROLES    AGE     VERSION
    master   Ready    master   15m     v1.17.4
    node1    Ready       8m53s   v1.17.4
    node2    Ready       8m50s   v1.17.4

至此，kubernetes的集群环境搭建完成

**服务部署**

接下来在kubernetes集群中部署一个nginx程序，测试下集群是否在正常工作。

# 部署nginx
    [root@master ~]# kubectl create deployment nginx --image=nginx:1.14-alpine
    
    # 暴露端口
    [root@master ~]# kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort
    
    # 查看服务状态
    [root@master ~]# kubectl get pods,service
    NAME                         READY   STATUS    RESTARTS   AGE
    pod/nginx-86c57db685-fdc2k   1/1     Running   0          18m
    
    NAME                 TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
    service/kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1               443/TCP        82m
    service/nginx        NodePort    10.104.121.45           80:30073/TCP   17m
    
    # 4 最后在电脑上访问下部署的nginx服务

![bafd338919e6a315a0435e1ecf9c7fbf.png][]

### **资源管理** ###

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，也就是在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。

> k8s提供了三种资源管理方式

命令式对象管理：直接使用命令去操作kubernetes资源

`kubectl run nginx-pod --image=nginx:1.17.1 --port=80`

命令式对象配置：通过命令配置和配置文件去操作kubernetes资源

`kubectl create/patch -f nginx-pod.yaml`

声明式对象配置：通过apply命令和配置文件去操作kubernetes资源

`kubectl apply -f nginx-pod.yaml`

**命令式对象管理**

**kubectl命令**

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]

**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

# 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

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

**命令式对象配置**

命令式对象配置就是使用命令配合配置文件一起来操作kubernetes资源。

1） 创建一个nginxpod.yaml，内容如下：

apiVersion: v1
    kind: Namespace
    metadata:
    name: dev
    
    ---
    
    apiVersion: v1
    kind: Pod
    metadata:
    name: nginxpod
    namespace: dev
    spec:
    containers:
    - name: nginx-containers
    image: nginx:1.17.1

2）执行create命令，创建资源：

[root@master ~]# kubectl create -f nginxpod.yaml
    namespace/dev created
    pod/nginxpod created

此时发现创建了两个资源对象，分别是namespace和pod

3）执行get命令，查看资源：

[root@master ~]#  kubectl get -f nginxpod.yaml
    NAME            STATUS   AGE
    namespace/dev   Active   18s
    
    NAME            READY   STATUS    RESTARTS   AGE
    pod/nginxpod    1/1     Running   0          17s

这样就显示了两个资源对象的信息

4）执行delete命令，删除资源：

[root@master ~]# kubectl delete -f nginxpod.yaml
    namespace "dev" deleted
    pod "nginxpod" deleted

此时发现两个资源对象被删除了

总结:
    命令式对象配置的方式操作资源，可以简单的认为：命令 + yaml配置文件（里面是命令需要的各种参数）

#### 声明式对象配置 ####

声明式对象配置跟命令式对象配置很相似，但是它只有一个命令apply。

# 首先执行一次kubectl apply -f yaml文件，发现创建了资源
    [root@master ~]#  kubectl apply -f nginxpod.yaml
    namespace/dev created
    pod/nginxpod created
    
    # 再次执行一次kubectl apply -f yaml文件，发现说资源没有变动
    [root@master ~]#  kubectl apply -f nginxpod.yaml
    namespace/dev unchanged
    pod/nginxpod unchanged

### **实战** ###

> 本章节将介绍如何在kubernetes集群中部署一个nginx服务，并且能够对其进行访问。

**Namespace**

Namespace是kubernetes系统中的一种非常重要资源，它的主要作用是用来实现**多套环境的资源隔离**或者**多租户的资源隔离**。

默认情况下，kubernetes集群中的所有的Pod都是可以相互访问的。但是在实际中，可能不想让两个Pod之间进行互相的访问，那此时就可以将两个Pod划分到不同的namespace下。kubernetes通过将集群内部的资源分配到不同的Namespace中，可以形成逻辑上的"组"，以方便不同的组的资源进行隔离使用和管理。

可以通过kubernetes的授权机制，将不同的namespace交给不同租户进行管理，这样就实现了多租户的资源隔离。此时还能结合kubernetes的资源配额机制，限定不同租户能占用的资源，例如CPU使用量、内存使用量等等，来实现租户可用资源的管理。

kubernetes在集群启动之后，会默认创建几个namespace

[root@master ~]# kubectl  get namespace
    NAME              STATUS   AGE
    default           Active   45h     #  所有未指定Namespace的对象都会被分配在default命名空间
    kube-node-lease   Active   45h     #  集群节点之间的心跳维护，v1.13开始引入
    kube-public       Active   45h     #  此命名空间下的资源可以被所有人访问（包括未认证用户）
    kube-system       Active   45h     #  所有由Kubernetes系统创建的资源都处于这个命名空间

下面来看namespace资源的具体操作：

**查看**

# 1 查看所有的ns  命令：kubectl get ns
    [root@master ~]# kubectl get ns
    NAME              STATUS   AGE
    default           Active   45h
    kube-node-lease   Active   45h
    kube-public       Active   45h     
    kube-system       Active   45h     
    
    # 2 查看指定的ns   命令：kubectl get ns ns名称
    [root@master ~]# kubectl get ns default
    NAME      STATUS   AGE
    default   Active   45h
    
    # 3 指定输出格式  命令：kubectl get ns ns名称  -o 格式参数
    # kubernetes支持的格式有很多，比较常见的是wide、json、yaml
    [root@master ~]# kubectl get ns default -o yaml
    apiVersion: v1
    kind: Namespace
    metadata:
      creationTimestamp: "2020-04-05T04:44:16Z"
      name: default
      resourceVersion: "151"
      selfLink: /api/v1/namespaces/default
      uid: 7405f73a-e486-43d4-9db6-145f1409f090
    spec:
      finalizers:
      - kubernetes
    status:
      phase: Active
      
    # 4 查看ns详情  命令：kubectl describe ns ns名称
    [root@master ~]# kubectl describe ns default
    Name:         default
    Labels:       
    Annotations:  
    Status:       Active  # Active 命名空间正在使用中  Terminating 正在删除命名空间
    
    # ResourceQuota 针对namespace做的资源限制
    # LimitRange针对namespace中的每个组件做的资源限制
    No resource quota.
    No LimitRange resource.

**创建**

# 创建namespace
    [root@master ~]# kubectl create ns dev
    namespace/dev created

**删除**

# 删除namespace
    [root@master ~]# kubectl delete ns dev
    namespace "dev" deleted

**配置方式**

首先准备一个yaml文件：ns-dev.yaml

apiVersion: v1
    kind: Namespace
    metadata:
      name: dev

然后就可以执行对应的创建和删除命令了：

创建：kubectl create -f ns-dev.yaml

删除：kubectl delete -f ns-dev.yaml

**Pod**

Pod是kubernetes集群进行管理的最小单元，程序要运行必须部署在容器中，而容器必须存在于Pod中。

Pod可以认为是容器的封装，一个Pod中可以存在一个或者多个容器。

![baa64c5343bf6b60f6aef525899127d0.png][]

kubernetes在集群启动之后，集群中的各个组件也都是以Pod方式运行的。可以通过下面命令查看：

[root@master ~]# kubectl get pod -n kube-system
    NAMESPACE     NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
    kube-system   coredns-6955765f44-68g6v         1/1     Running   0          2d1h
    kube-system   coredns-6955765f44-cs5r8         1/1     Running   0          2d1h
    kube-system   etcd-master                      1/1     Running   0          2d1h
    kube-system   kube-apiserver-master            1/1     Running   0          2d1h
    kube-system   kube-controller-manager-master   1/1     Running   0          2d1h
    kube-system   kube-flannel-ds-amd64-47r25      1/1     Running   0          2d1h
    kube-system   kube-flannel-ds-amd64-ls5lh      1/1     Running   0          2d1h
    kube-system   kube-proxy-685tk                 1/1     Running   0          2d1h
    kube-system   kube-proxy-87spt                 1/1     Running   0          2d1h
    kube-system   kube-scheduler-master            1/1     Running   0          2d1h

**创建并运行**

kubernetes没有提供单独运行Pod的命令，都是通过Pod控制器来实现的

# 命令格式： kubectl run (pod控制器名称) [参数] 
    # --image  指定Pod的镜像
    # --port   指定端口
    # --namespace  指定namespace
    [root@master ~]# kubectl run nginx --image=nginx:1.17.1 --port=80 --namespace dev 
    deployment.apps/nginx created

**查看pod信息**

# 查看Pod基本信息
    [root@master ~]# kubectl get pods -n dev
    NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE
    nginx-5ff7956ff6-fg2db   1/1     Running   0          43s
    
    # 查看Pod的详细信息
    [root@master ~]# kubectl describe pod nginx-5ff7956ff6-fg2db -n dev
    Name:         nginx-5ff7956ff6-fg2db
    Namespace:    dev
    Priority:     0
    Node:         node1/192.168.109.101
    Start Time:   Wed, 08 Apr 2020 09:29:24 +0800
    Labels:       pod-template-hash=5ff7956ff6
                  run=nginx
    Annotations:  
    Status:       Running
    IP:           10.244.1.23
    IPs:
      IP:           10.244.1.23
    Controlled By:  ReplicaSet/nginx-5ff7956ff6
    Containers:
      nginx:
        Container ID:   docker://4c62b8c0648d2512380f4ffa5da2c99d16e05634979973449c98e9b829f6253c
        Image:          nginx:1.17.1
        Image ID:       docker-pullable://nginx@sha256:485b610fefec7ff6c463ced9623314a04ed67e3945b9c08d7e53a47f6d108dc7
        Port:           80/TCP
        Host Port:      0/TCP
        State:          Running
          Started:      Wed, 08 Apr 2020 09:30:01 +0800
        Ready:          True
        Restart Count:  0
        Environment:    
        Mounts:
          /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from default-token-hwvvw (ro)
    Conditions:
      Type              Status
      Initialized       True
      Ready             True
      ContainersReady   True
      PodScheduled      True
    Volumes:
      default-token-hwvvw:
        Type:        Secret (a volume populated by a Secret)
        SecretName:  default-token-hwvvw
        Optional:    false
    QoS Class:       BestEffort
    Node-Selectors:  
    Tolerations:     node.kubernetes.io/not-ready:NoExecute for 300s
                     node.kubernetes.io/unreachable:NoExecute for 300s
    Events:
      Type    Reason     Age        From               Message
      ----    ------     ----       ----               -------
      Normal  Scheduled    default-scheduler  Successfully assigned dev/nginx-5ff7956ff6-fg2db to node1
      Normal  Pulling    4m11s      kubelet, node1     Pulling image "nginx:1.17.1"
      Normal  Pulled     3m36s      kubelet, node1     Successfully pulled image "nginx:1.17.1"
      Normal  Created    3m36s      kubelet, node1     Created container nginx
      Normal  Started    3m36s      kubelet, node1     Started container nginx

**访问Pod**

# 获取podIP
    [root@master ~]# kubectl get pods -n dev -o wide
    NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE    IP             NODE    ... 
    nginx-5ff7956ff6-fg2db   1/1     Running   0          190s   10.244.1.23   node1   ...
    
    #访问POD
    [root@master ~]# curl http://10.244.1.23:80
    
    
    
    	Welcome to nginx!
    
    Thank you for using nginx.

**删除指定Pod**

# 删除指定Pod
    [root@master ~]# kubectl delete pod nginx-5ff7956ff6-fg2db -n dev
    pod "nginx-5ff7956ff6-fg2db" deleted
    
    # 此时，显示删除Pod成功，但是再查询，发现又新产生了一个 
    [root@master ~]# kubectl get pods -n dev
    NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE
    nginx-5ff7956ff6-jj4ng   1/1     Running   0          21s
    
    # 这是因为当前Pod是由Pod控制器创建的，控制器会监控Pod状况，一旦发现Pod死亡，会立即重建
    # 此时要想删除Pod，必须删除Pod控制器
    
    # 先来查询一下当前namespace下的Pod控制器
    [root@master ~]# kubectl get deploy -n  dev
    NAME    READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
    nginx   1/1     1            1           9m7s
    
    # 接下来，删除此PodPod控制器
    [root@master ~]# kubectl delete deploy nginx -n dev
    deployment.apps "nginx" deleted
    
    # 稍等片刻，再查询Pod，发现Pod被删除了
    [root@master ~]# kubectl get pods -n dev
    No resources found in dev namespace.

**配置操作**

创建一个pod-nginx.yaml，内容如下：

apiVersion: v1
    kind: Pod
    metadata:
      name: nginx
      namespace: dev
    spec:
      containers:
      - image: nginx:1.17.1
        name: pod
        ports:
        - name: nginx-port
          containerPort: 80
          protocol: TCP

然后就可以执行对应的创建和删除命令了：

创建：kubectl create -f pod-nginx.yaml

删除：kubectl delete -f pod-nginx.yaml

**Label**

Label是kubernetes系统中的一个重要概念。它的作用就是在资源上添加标识，用来对它们进行区分和选择。

Label的特点：

①.一个Label会以key/value键值对的形式附加到各种对象上，如Node、Pod、Service等等

②.一个资源对象可以定义任意数量的Label ，同一个Label也可以被添加到任意数量的资源对象上去

③.Label通常在资源对象定义时确定，当然也可以在对象创建后动态添加或者删除

可以通过Label实现资源的多维度分组，以便灵活、方便地进行资源分配、调度、配置、部署等管理工作。

> 一些常用的Label 示例如下：
> 
> ①版本标签："version":"release", "version":"stable"......
> 
> ②环境标签："environment":"dev"，"environment":"test"，"environment":"pro"
> 
> ③架构标签："tier":"frontend"，"tier":"backend"

标签定义完毕之后，还要考虑到标签的选择，这就要使用到Label Selector，即：

Label用于给某个资源对象定义标识

Label Selector用于查询和筛选拥有某些标签的资源对象

当前有两种Label Selector：

①基于等式的Label Selector

name = slave: 选择所有包含Label中key="name"且value="slave"的对象

env != production: 选择所有包括Label中的key="env"且value不等于"production"的对象

②基于集合的Label Selector

name in (master, slave): 选择所有包含Label中的key="name"且value="master"或"slave"的对象

name not in (frontend): 选择所有包含Label中的key="name"且value不等于"frontend"的对象

标签的选择条件可以使用多个，此时将多个Label Selector进行组合，使用逗号","进行分隔即可。例如：

name=slave，env!=production

name not in (frontend)，env!=production

**命令方式**

# 为pod资源打标签
    [root@master ~]# kubectl label pod nginx-pod version=1.0 -n dev
    pod/nginx-pod labeled
    
    # 为pod资源更新标签
    [root@master ~]# kubectl label pod nginx-pod version=2.0 -n dev --overwrite
    pod/nginx-pod labeled
    
    # 查看标签
    [root@master ~]# kubectl get pod nginx-pod  -n dev --show-labels
    NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
    nginx-pod   1/1     Running   0          10m   version=2.0
    
    # 筛选标签
    [root@master ~]# kubectl get pod -n dev -l version=2.0  --show-labels
    NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
    nginx-pod   1/1     Running   0          17m   version=2.0
    [root@master ~]# kubectl get pod -n dev -l version!=2.0 --show-labels
    No resources found in dev namespace.
    
    #删除标签
    [root@master ~]# kubectl label pod nginx-pod version- -n dev
    pod/nginx-pod labeled

**配置方式**

apiVersion: v1
    kind: Pod
    metadata:
      name: nginx
      namespace: dev
      labels:
        version: "3.0" 
        env: "test"
    spec:
      containers:
      - image: nginx:1.17.1
        name: pod
        ports:
        - name: nginx-port
          containerPort: 80
          protocol: TCP

然后就可以执行对应的更新命令了：kubectl apply -f pod-nginx.yaml

**Deployment**

在kubernetes中，Pod是最小的控制单元，但是kubernetes很少直接控制Pod，一般都是通过Pod控制器来完成的。Pod控制器用于pod的管理，确保pod资源符合预期的状态，当pod的资源出现故障时，会尝试进行重启或重建pod。

在kubernetes中Pod控制器的种类有很多，本章节只介绍一种：Deployment。

![fd1ac7fe0ab2bee00b1860307a31dc4f.png][]

**命令操作**

# 命令格式: kubectl run deployment名称  [参数] 
    # --image  指定pod的镜像
    # --port   指定端口
    # --replicas  指定创建pod数量
    # --namespace  指定namespace
    [root@master ~]# kubectl run nginx --image=nginx:1.17.1 --port=80 --replicas=3 -n dev
    deployment.apps/nginx created
    
    # 查看创建的Pod
    [root@master ~]# kubectl get pods -n dev
    NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE
    nginx-5ff7956ff6-6k8cb   1/1     Running   0          19s
    nginx-5ff7956ff6-jxfjt   1/1     Running   0          19s
    nginx-5ff7956ff6-v6jqw   1/1     Running   0          19s
    
    # 查看deployment的信息
    [root@master ~]# kubectl get deploy -n dev
    NAME    READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
    nginx   3/3     3            3           2m42s
    
    # UP-TO-DATE：成功升级的副本数量
    # AVAILABLE：可用副本的数量
    [root@master ~]# kubectl get deploy -n dev -o wide
    NAME    READY UP-TO-DATE  AVAILABLE   AGE     CONTAINERS   IMAGES              SELECTOR
    nginx   3/3     3         3           2m51s   nginx        nginx:1.17.1        run=nginx
    
    # 查看deployment的详细信息
    [root@master ~]# kubectl describe deploy nginx -n dev
    Name:                   nginx
    Namespace:              dev
    CreationTimestamp:      Wed, 08 Apr 2020 11:14:14 +0800
    Labels:                 run=nginx
    Annotations:            deployment.kubernetes.io/revision: 1
    Selector:               run=nginx
    Replicas:               3 desired | 3 updated | 3 total | 3 available | 0 unavailable
    StrategyType:           RollingUpdate
    MinReadySeconds:        0
    RollingUpdateStrategy:  25% max unavailable, 25% max surge
    Pod Template:
      Labels:  run=nginx
      Containers:
       nginx:
        Image:        nginx:1.17.1
        Port:         80/TCP
        Host Port:    0/TCP
        Environment:  
        Mounts:       
      Volumes:        
    Conditions:
      Type           Status  Reason
      ----           ------  ------
      Available      True    MinimumReplicasAvailable
      Progressing    True    NewReplicaSetAvailable
    OldReplicaSets:  
    NewReplicaSet:   nginx-5ff7956ff6 (3/3 replicas created)
    Events:
      Type    Reason             Age    From                   Message
      ----    ------             ----   ----                   -------
      Normal  ScalingReplicaSet  5m43s  deployment-controller  Scaled up replicaset nginx-5ff7956ff6 to 3
      
    # 删除 
    [root@master ~]# kubectl delete deploy nginx -n dev
    deployment.apps "nginx" deleted

**配置操作**

创建一个deploy-nginx.yaml，内容如下：

apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    metadata:
      name: nginx
      namespace: dev
    spec:
      replicas: 3
      selector:
        matchLabels:
          run: nginx
      template:
        metadata:
          labels:
            run: nginx
        spec:
          containers:
          - image: nginx:1.17.1
            name: nginx
            ports:
            - containerPort: 80
              protocol: TCP

然后就可以执行对应的创建和删除命令了：

创建：kubectl create -f deploy-nginx.yaml

删除：kubectl delete -f deploy-nginx.yaml

**Service**

通过上节课的学习，已经能够利用Deployment来创建一组Pod来提供具有高可用性的服务。

虽然每个Pod都会分配一个单独的Pod IP，然而却存在如下两问题：

①Pod IP 会随着Pod的重建产生变化

②Pod IP 仅仅是集群内可见的虚拟IP，外部无法访问

这样对于访问这个服务带来了难度。因此，kubernetes设计了Service来解决这个问题。

Service可以看作是一组同类Pod**对外的访问接口**。借助Service，应用可以方便地实现服务发现和负载均衡。

![fd5266d30dd88c40b6646df0b6f9d5ab.png][]

**操作一：创建集群内部可访问的Service**

# 暴露Service
    [root@master ~]# kubectl expose deploy nginx --name=svc-nginx1 --type=ClusterIP --port=80 --target-port=80 -n dev
    service/svc-nginx1 exposed
    
    # 查看service
    [root@master ~]# kubectl get svc svc-nginx -n dev -o wide
    NAME         TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE     SELECTOR
    svc-nginx1   ClusterIP   10.109.179.231           80/TCP    3m51s   run=nginx
    
    # 这里产生了一个CLUSTER-IP，这就是service的IP，在Service的生命周期中，这个地址是不会变动的
    # 可以通过这个IP访问当前service对应的POD
    [root@master ~]# curl 10.109.179.231:80
    
    
    
    Welcome to nginx!
    
    Welcome to nginx!
    .......

**操作二：创建集群外部也可访问的Service**

# 上面创建的Service的type类型为ClusterIP，这个ip地址只用集群内部可访问
    # 如果需要创建外部也可以访问的Service，需要修改type为NodePort
    [root@master ~]# kubectl expose deploy nginx --name=svc-nginx2 --type=NodePort --port=80 --target-port=80 -n dev
    service/svc-nginx2 exposed
    
    # 此时查看，会发现出现了NodePort类型的Service，而且有一对Port（80:31928/TC）
    [root@master ~]# kubectl get svc  svc-nginx-1  -n dev -o wide
    NAME          TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE    SELECTOR
    svc-nginx2    NodePort    10.100.94.0              80:31928/TCP   9s     run=nginx
    
    # 接下来就可以通过集群外的主机访问 节点IP:31928访问服务了
    # 例如在的电脑主机上通过浏览器访问下面的地址
    http://192.168.109.100:31928/

**删除Service**

[root@master ~]# kubectl delete svc svc-nginx-1 -n dev                                   service "svc-nginx-1" deleted

**配置方式**

创建一个svc-nginx.yaml，内容如下：

apiVersion: v1
    kind: Service
    metadata:
      name: svc-nginx
      namespace: dev
    spec:
      clusterIP: 10.109.179.231
      ports:
      - port: 80
        protocol: TCP
        targetPort: 80
      selector:
        run: nginx
      type: ClusterIP

然后就可以执行对应的创建和删除命令了：

创建：kubectl create -f svc-nginx.yaml

删除：kubectl delete -f svc-nginx.yaml

> **小结**
> 
> 至此，已经掌握了Namespace、Pod、Deployment、Service资源的基本操作，有了这些操作，就可以在kubernetes集群中实现一个服务的简单部署和访问了，但是如果想要更好的使用kubernetes，就需要深入学习这几种资源的细节和原理。

[05a3c9b274cc3654fba97e67ec140f91.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/01/1db043c6e127443b882c523b58cb3886.png
[bafd338919e6a315a0435e1ecf9c7fbf.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/01/783f33b650ed41aba2bbd777bdb265a8.png
[baa64c5343bf6b60f6aef525899127d0.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/01/e3581d72846c4c2f8be851215f9131d9.png
[fd1ac7fe0ab2bee00b1860307a31dc4f.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/01/50fa1e9a40d942629592fe89ea9f207a.png
[fd5266d30dd88c40b6646df0b6f9d5ab.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/01/d3390eb4d28d41f3a145611640d1f6af.png