kubernetes技术详解，带你深入了解k8s

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
web服务的安装请求会首先被发送到master节点的apiServer组件
apiServer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
apiServer调用controller-manager去调度Node节点安装web服务
kubelet接收到指令后，会通知docker，然后由docker来启动一个web服务的pod
如果需要访问web服务，就需要通过kube-proxy来对pod产生访问的代理

1.3.3 k8s的常用名词概念

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
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

1.3.4 k8s的分层结构

核心层：Kubernetes最核心的功能，对外提供API构建高层的应用，对内提供插件式应用执行环境
应用层：部署（无状态应用、有状态应用、批处理任务、集群应用等）和路由（服务发现、DNS解析等）
管理层：系统度量（如基础设施、容器和网络的度量），自动化（如自动扩展、动态Provision等）以及策略管理（RBAC、Quota、PSP、NetworkPolicy等）
接口层：kubectl命令行工具、客户端SDK以及集群联邦
生态系统：在接口层之上的庞大容器集群管理调度的生态系统，可以划分为两个范畴
Kubernetes外部：日志、监控、配置管理、CI、CD、Workflow、FaaS、OTS应用、ChatOps等
Kubernetes内部：CRI、CNI、CVI、镜像仓库、Cloud Provider、集群自身的配置和管理等

二、k8s集群环境搭建

2.1 k8s中容器的管理方式

K8S 集群创建方式有3种：

centainerd：

默认情况下，K8S在创建集群时使用的方式

docker：

Docker使用的普记录最高，虽然K8S在1.24版本后已经费力了kubelet对docker的支持，但时可以借助cri-docker方式来实现集群创建

cri-o：

CRI-O的方式是Kubernetes创建容器最直接的一种方式，在创建集群的时候，需要借助于cri-o插件的方式来实现Kubernetes集群的创建。

docker 和cri-o 这两种方式要对kubelet程序的启动参数进行设置

2.2 k8s环境部署

K8S中文官网：Kubernetes

实验环境：

主机名	IP	角色
harbor	172.25.254.150	harbor仓库
k8s-master	172.25.254.100	Master，k8s集群控制节点
k8s-node1	172.25.254.10	Worker，k8s集群工作节点
k8s-node2	172.25.254.20	Worker，k8s集群工作节点

所有节点禁用selinux和防火墙
所有节点同步时间和解析
所有节点安装docker-ce
所有节点禁用swap，注意注释掉/etc/fstab文件中的定义

2.2.1 禁用所有swap并配置本地解析

查看开启的swap信息：
[root@k8s-master ~]# swapon -s

关闭掉：
[root@k8s-master ~]# swapoff -a

也可以用mask命令给swap锁住：
[root@k8s-master ~]# systemctl mask （跟上你的swap名称）

[root@k8s-master ~]# free -m
               total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:            1935        1379         154          15         566         555
Swap:              0           0           0
[root@k8s-master ~]# vim /etc/fstab 
注释掉开机启动：
#/dev/mapper/rhel-swap   none                    swap    defaults        0 0

本地解析：
[root@k8s-master ~]# vim /etc/hosts 
172.25.254.100  k8s-master
172.25.254.10   k8s-node1
172.25.254.20   k8s-node2
172.25.254.150  docker-harbor.timingding.org reg.timingding.org

2.2.2 安装docker

可以通过软件仓库的方式下载安装：
[root@k8s-master ~]# vim /etc/yum.repos.d/docker.repo
[docker]
name=docker
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/rhel/9/x86_64/stable/
gpgcheck=0

指定镜像下载路径：
[root@k8s-master ~]# vim /etc/docker/daemon.json 
{
        "registry-mirrors": ["https://reg.timingding.org"]
}


[root@k8s-master ~]# dnf install docker-ce -y

[root@k8s-master ~]# systemctl enable --now docker

所有节点设定docker的资源管理模式为systemd，只有红帽7需要，红帽9默认的就是systemd

[root@k8s-master ~]# vim /etc/docker/daemon.json
{
"registry-mirrors": ["https://reg.westos.org"],
"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
"log-driver": "json-file",
"log-opts": {
"max-size": "100m"
},
"storage-driver": "overlay2"
}

2.2.3 复制harbor仓库证书并启动docker

创建证书目录：
[root@k8s-master ~]# mkdir -p /etc/docker/certs.d/reg.timingding.org

去harbor主机用scp命令把证书传过来：
[root@docker-harbor ~]# scp /data/certs/timingding.org.crt root@172.25.254.100:/etc/docker/certs.d/reg.timingding.org/ca.crt

登录harbor仓库：
[root@k8s-master ~]# docker login reg.timingding.org
[root@k8s-master ~]# docker info   ----- 查看docker信息

2.2.4 安装部署k8s的工具

[root@k8s-master ~]# vim /etc/yum.repos.d/k8s.repo
[k8s]
name=k8s
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes-new/core/stable/v1.30/rpm
gpgcheck=0

#安装软件
[root@k8s-master ~]# dnf install kubelet-1.30.0 kubeadm-1.30.0 kubectl-1.30.0 -y

k8s命令补齐工具：
[root@k8s-master ~]# dnf install bash-completion -y
[root@k8s-master ~]# echo "source <(kubectl completion bash)" >> ~/.bashrc
[root@k8s-master ~]# source  ~/.bashrc

2.2.5 安装cri-docker

安装cri-docker和它的依赖性：
[root@k8s-master ~]# dnf install libcgroup-0.41-19.e18.x86_64.rpm cri-dockerd-0.3.14-3.e18.x86_64.rpm -y

添加网络插件下载地址：
[root@k8s-master ~]# vim /lib/systemd/system/cri-docker.service 
[Service]
Type=notify
ExecStart=/usr/bin/cri-dockerd --container-runtime-endpoint fd:// --network-plugin=cni --pod-infra-container-image=reg.timingding.org/k8s/pause:3.9   ##### 添加网络插件名称及基础容器的镜像
ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
TimeoutSec=0
RestartSec=2
Restart=always

2.2.6 在Master节点拉取k8s所需镜像

拉取镜像：
[root@k8s-master ~]# kubeadm config images pull \
--image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
--kubernetes-version v1.30.0 \
--cri-socket=unix:///var/run/cri-dockerd.sock

#上传镜像到harbor仓库
给镜像打标签：
[root@k8s-master ~]# docker images | awk '/google/{ print $1":"$2}' \
| awk -F "/" '{system("docker tag "$0" reg.timingding.org/k8s/"$3)}'

push上传镜像到harbor仓库：
[root@k8s-master ~]# docker images  | awk '/k8s/{system("docker push "$1":"$2)}'

2.2.7 初始化集群

开始初始化一定要确保cri-docker和kubelet处于开启状态。

启动kubelet服务：
[root@k8s-master ~]# systemctl start kubelet.service

查看服务状态：
[root@k8s-master ~]# systemctl status kubelet.service

#执行初始化命令
[root@k8s-master ~]# kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
--image-repository reg.timingding.org/k8s \
--kubernetes-version v1.30.0 \
--cri-socket=unix:///var/run/cri-dockerd.sock

#指定集群配置文件变量
[root@k8s-master ~]# echo "export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf" >> ~/.bash_profile
[root@k8s-master ~]# source ~/.bash_profile

#当前节点没有就绪，因为还没有安装网络插件，容器没有运行
[root@k8s-master ~]# kubectl get node
NAME         STATUS     ROLES           AGE     VERSION
k8s-master   NotReady   control-plane   4m25s   v1.30.0
root@k8s-master ~]# kubectl get pod -A
NAMESPACE     NAME                                 READY   STATUS    RESTARTS   AGE
kube-system   coredns-647dc95897-2sgn8             0/1     Pending   0          6m13s
kube-system   coredns-647dc95897-bvtxb             0/1     Pending   0          6m13s
kube-system   etcd-k8s-master                      1/1     Running   0          6m29s
kube-system   kube-apiserver-k8s-master            1/1     Running   0          6m30s
kube-system   kube-controller-manager-k8s-master   1/1     Running   0          6m29s
kube-system   kube-proxy-fq85m                     1/1     Running   0          6m14s
kube-system   kube-scheduler-k8s-master            1/1     Running   0          6m29s

如果生成的集群token找不到了可以重新生成：

这样生成的token不是永久的，24h就会自动删除。

[root@k8s-master ~]# kubeadm token create --print-join-command

可以用kubeadm查看生成过的token：

kubeadm token list

2.2.8 安装flannel网络插件

#下载flannel的yaml部署文件
[root@k8s-master ~]# wget https://github.com/flannel-io/flannel/releases/latest/download/kube-flannel.yml

把flannel镜像拉取出来：
[root@k8s-master ~]# docker load -i flannel-0.25.5.tag.gz
[root@k8s-master ~]# docker pull docker.io/flannel/flannel:v0.25.5
[root@k8s-master ~]# docker pull docker.io/flannel/flannel-cni-plugin:v1.5.1-flannel1

打标签并上传镜像到harbor仓库：
[root@k8s-master ~]# docker tag docker.io/flannel/flannel-cni-plugin:v1.5.1-flannel1 reg.timingding.org/flannel/flannel-cni-plugin:v1.5.1-flannel1
[root@k8s-master ~]# docker push reg.timingding.org/flannel/flannel-cni-plugin:v1.5.1-flannel1


#编辑kube-flannel.yml 修改镜像下载位置
[root@k8s-master ~]# vim kube-flannel.yml

#需要修改以下几行
[root@k8s-master ~]# grep -n image kube-flannel.yml
146:        image: flannel/flannel:v0.25.5
173:        image: flannel/flannel-cni-plugin:v1.5.1-flannel1
184:        image: flannel/flannel:v0.25.5

#安装flannel网络插件
[root@k8s-master ~]# kubectl apply -f kube-flannel.yml

此时再查看kubectl:

master是Ready状态就部署成功：
[root@k8s-master ~]# kubectl get nodes
NAME         STATUS   ROLES           AGE   VERSION
k8s-master   Ready    control-plane   35h   v1.30.0

就应该全部都是Running,如果不是全部都是Running，就是有问题，删掉重新安装:
[root@k8s-master ~]# kubectl get pod -A
NAMESPACE      NAME                                 READY   STATUS    RESTARTS      AGE
kube-flannel   kube-flannel-ds-dcchb                1/1     Running   3 (13h ago)   34h
kube-flannel   kube-flannel-ds-nnzlg                1/1     Running   4 (13h ago)   34h
kube-flannel   kube-flannel-ds-wczj2                1/1     Running   0             48m
kube-system    coredns-6cbb5ddd55-c978j             1/1     Running   3 (13h ago)   35h
kube-system    coredns-6cbb5ddd55-hbcs4             1/1     Running   3 (13h ago)   35h
kube-system    etcd-k8s-master                      1/1     Running   3 (13h ago)   35h
kube-system    kube-apiserver-k8s-master            1/1     Running   3 (13h ago)   35h
kube-system    kube-controller-manager-k8s-master   1/1     Running   3 (13h ago)   35h
kube-system    kube-proxy-2rkpf                     1/1     Running   3 (13h ago)   34h
kube-system    kube-proxy-76q54                     1/1     Running   3 (13h ago)   35h
kube-system    kube-proxy-7tvhz                     1/1     Running   0             48m
kube-system    kube-scheduler-k8s-master            1/1     Running   3 (13h ago)   35h

2.2.9 节点扩容

跟上面masater部署差不多，不需要上传镜像，安装k8s，cri-docker。

在所有的worker节点中

1 确认部署好以下内容

2 禁用swap

3 安装：

kubelet-1.30.0
kubeadm-1.30.0
kubectl-1.30.0
docker-ce
cri-dockerd

4 修改cri-dockerd启动文件添加

--network-plugin=cni
--pod-infra-container-image=reg.timinglee.org/k8s/pause:3.9

5 启动服务

kubelet.service
cri-docker.service

以上信息确认完毕后即可加入集群

如果生成的集群token找不到了可以重新生成：

[root@k8s-master ~]# kubeadm token create --print-join-command

master上面生成的token集群到两个进行初始化：
[root@k8s-node1 & 2 ~]# kubeadm join 172.25.254.100:6443 --token y2gkbl.ev9wtxwc2t2p0j2t --discovery-token-ca-cert-hash sha256:9c47c30926de814a4ae59f5275d9cae00b51ab77a1cce1d48ea42ea59efe33ea  --cri-socket=unix:///var/run/cri-dockerd.sock

需要所有节点都为Ready状态：

[root@k8s-master ~]# kubectl get nodes
NAME         STATUS   ROLES           AGE   VERSION
k8s-master   Ready    control-plane   35h   v1.30.0
k8s-node1    Ready    <none>          47m   v1.30.0
k8s-node2    Ready    <none>          34h   v1.30.0

[root@k8s-master ~]# kubectl -n kube-flannel get pods
NAME                    READY   STATUS    RESTARTS      AGE
kube-flannel-ds-dcchb   1/1     Running   3 (12h ago)   34h
kube-flannel-ds-nnzlg   1/1     Running   4 (12h ago)   33h
kube-flannel-ds-wczj2   1/1     Running   0             2m13s

OK，k8s就已经部署成功了

如果集群出问题了：

删除网络插件及配置文件：
kubectl delete -f kube-flannel.yml

重置初始化
kubeadm reset --cri-socket=unix:///var/run/cri-dockerd.sock

然后再重新初始化。

三、k8s资源管理

3.1 资源管理介绍

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，只能将容器放在Pod中，
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中服务服务的访问是由kubernetes提供的Service资源来实现。
Pod中程序的数据需要持久化是由kubernetes提供的各种存储系统来实现

3.2 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:latest --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

类型	适用环境	优点	缺点
命令式对象管理	测试	简单	只能操作活动对象，无法审计、跟踪
命令式对象配置	开发	可以审计、跟踪	项目大时，配置文件多，操作麻烦
声明式对象配置	开发	支持目录操作	意外情况下难以调试

3.2.1 命令式对象管理

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

3.2.2 资源类型

kubernetes中所有的内容都抽象为资源

kubectl api-resources

常用的类型资源：

kubectl常见命令 ：

3.3 基本命令测试

声明式对象配置，生成yaml文件
[root@k8s-master yaml]# kubectl run testpod1 --image nginx --dry-run=client -o yaml > testpod1.yml


查看版本：
[root@k8s-master ~]# kubectl version 
Client Version: v1.30.0
Kustomize Version: v5.0.4-0.20230601165947-6ce0bf390ce3
Server Version: v1.30.0
[root@k8s-master ~]# 

查看所有资源：
[root@k8s-master ~]# kubectl api-resources

创建一个webcluster控制器，控制器中pod数量为2
[root@k8s-master ~]# kubectl create deployment webcluster --image nginx --replicas 2
deployment.apps/webcluster created
[root@k8s-master ~]#

查看控制器：
[root@k8s-master ~]# kubectl get deployments.apps 
NAME         READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
webcluster   2/2     2            2           59s
[root@k8s-master ~]# 

编辑控制器配置，里面可以修改配置
[root@k8s-master ~]# kubectl edit deployments.apps webcluster 

利用补丁更改控制器配置
[root@k8s-master ~]# kubectl patch deployments.apps webcluster -p '{"spec":{"replicas":4}}'
deployment.apps/webcluster patched
[root@k8s-master ~]# kubectl get deployments.apps 
NAME         READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
webcluster   4/4     4            4           3m56s
[root@k8s-master ~]#

#删除资源
[root@k8s-master ~]# kubectl delete deployments.apps webcluster 
deployment.apps "webcluster" deleted
[root@k8s-master ~]# kubectl get deployments.apps 
No resources found in default namespace.
[root@k8s-master ~]#

3.4 运行和调试命令示例

运行pod：
[root@k8s-master ~]# kubectl run ding --image timinglee/myapp:v1
pod/ding created
[root@k8s-master ~]# kubectl get pods
NAME   READY   STATUS    RESTARTS   AGE
ding   1/1     Running   0          6s
[root@k8s-master ~]# 

暴漏端口：
[root@k8s-master ~]# kubectl expose pod ding --port 80 --target-port 80
service/ding exposed
[root@k8s-master ~]# 
[root@k8s-master ~]# kubectl get service
NAME         TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
ding         ClusterIP   10.110.78.55   <none>        80/TCP    68s
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1      <none>        443/TCP   37h
[root@k8s-master ~]#
[root@k8s-master ~]# curl 10.110.78.55 
Hello MyApp | Version: v1 | <a href="hostname.html">Pod Name</a>
[root@k8s-master ~]#

如果想对外暴漏：
[root@k8s-master ~]# kubectl edit service ding 
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  creationTimestamp: "2024-09-04T03:55:40Z"
  labels:
    run: ding
  name: ding
  namespace: default
  resourceVersion: "79784"
  uid: d6cdc1b2-8d25-4163-8fd0-4d1b1c032d86
spec:
  clusterIP: 10.110.78.55
  clusterIPs:
  - 10.110.78.55
  internalTrafficPolicy: Cluster
  ipFamilies:
  - IPv4
  ipFamilyPolicy: SingleStack
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 80
  selector:
    run: ding
  sessionAffinity: None
  type: NodePort           -------------- 改为NodePort
status:
  loadBalancer: {}

[root@k8s-master ~]# kubectl get service
NAME         TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
ding         NodePort    10.110.78.55   <none>        80:31090/TCP   48m
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1      <none>        443/TCP        38h
[root@k8s-master ~]# 
[root@k8s-master ~]# curl 172.25.254.100:31090
Hello MyApp | Version: v1 | <a href="hostname.html">Pod Name</a>
[root@k8s-master ~]# 


查看资源详细信息：
[root@k8s-master ~]# kubectl describe pods ding

查看资源日志：
[root@k8s-master ~]# kubectl logs pods/ding
10.244.0.0 - - [04/Sep/2024:03:57:25 +0000] "GET / HTTP/1.1" 200 65 "-" "curl/7.76.1" "-"
10.244.0.0 - - [04/Sep/2024:04:46:29 +0000] "GET / HTTP/1.1" 200 65 "-" "curl/7.76.1" "-"
[root@k8s-master ~]# 

运行交互模式的pod：
[root@k8s-master ~]# kubectl run -it testpod --image busyboxplus
If you don't see a command prompt, try pressing enter.
/ # 
Ctrl+pq退出不停止
想要再进去：
[root@k8s-master ~]# kubectl attach pods/testpod -it
If you don't see a command prompt, try pressing enter.
/ # 


复制文件到pod中
[root@k8s-master ~]# kubectl cp /etc/passwd ding:/
[root@k8s-master ~]# 
[root@k8s-master ~]# kubectl exec pods/ding -c ding -it -- /bin/sh
/ # ls
bin     etc     lib     mnt     proc    run     srv     tmp     var
dev     home    media   passwd  root    sbin    sys     usr
/ #

3.5 高级命令示例

利用命令生成yaml模板文件：
[root@k8s-master ~]# kubectl run ding --image timinglee/myapp:v1 --dry-run=client -o yaml > ding.yml

利用命令生成控制器：
[root@k8s-master ~]# kubectl create deployment ding --image timinglee/myapp:v1 --dry-run=client -o yaml > deployment-ding.yml

如何运行：
[root@k8s-master ~]# kubectl apply -f deployment-ding.yml 
deployment.apps/ding created
[root@k8s-master ~]# kubectl get deployments.apps ding
NAME   READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
ding   2/2     2            2           13s
[root@k8s-master ~]# 

如何删除：
[root@k8s-master ~]# kubectl delete -f deployment-ding.yml 
deployment.apps "ding" deleted
[root@k8s-master ~]# kubectl get deployments.apps 
No resources found in default namespace.
[root@k8s-master ~]# 

管理资源的标签：
[root@k8s-master ~]# kubectl apply -f deployment-ding.yml 
deployment.apps/ding created
[root@k8s-master ~]# kubectl get pods --show-labels 
NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
ding-5799974786-2fz8p   1/1     Running   0          18s   app=ding,pod-template-hash=5799974786
ding-5799974786-bdm88   1/1     Running   0          18s   app=ding,pod-template-hash=5799974786

[root@k8s-master ~]# kubectl label pods ding-5799974786-2fz8p app=timingding --overwrite 
pod/ding-5799974786-2fz8p labeled
[root@k8s-master ~]# 
资源发现名为ding的pod少了一个，会重新建议一个

[root@k8s-master ~]# kubectl label pods ding-5799974786-2fz8p app=timingding --overwrite 
pod/ding-5799974786-2fz8p labeled
[root@k8s-master ~]# kubectl label pods ding-5799974786-2fz8p app=ding --overwrite 
pod/ding-5799974786-2fz8p labeled
[root@k8s-master ~]#
资源会发现名为ding的多一个，然后就会关掉一个

删除标签：
[root@k8s-master ~]# kubectl label pods ding-5799974786-2fz8p app-
pod/ding-5799974786-2fz8p unlabeled
[root@k8s-master ~]#

四、什么是pod以及pod的管理方式

Pod是可以创建和管理Kubernetes计算的最小可部署单元
一个Pod代表着集群中运行的一个进程，每个pod都有一个唯一的ip。
一个pod类似一个豌豆荚，包含一个或多个容器（通常是docker）
多个容器间共享IPC、Network和UTC namespace。

4.1 创建自主式pod

优点：

灵活性高：

可以精确控制 Pod 的各种配置参数，包括容器的镜像、资源限制、环境变量、命令和参数等，满足特定的应用需求。

学习和调试方便：

对于学习 Kubernetes 的原理和机制非常有帮助，通过手动创建 Pod 可以深入了解 Pod 的结构和配置方式。在调试问题时，可以更直接地观察和调整 Pod 的设置。

适用于特殊场景：

在一些特殊情况下，如进行一次性任务、快速验证概念或在资源受限的环境中进行特定配置时，手动创建 Pod 可能是一种有效的方式。

缺点：

管理复杂：

如果需要管理大量的 Pod，手动创建和维护会变得非常繁琐和耗时。难以实现自动化的扩缩容、故障恢复等操作。

缺乏高级功能：

无法自动享受 Kubernetes 提供的高级功能，如自动部署、滚动更新、服务发现等。这可能导致应用的部署和管理效率低下。

可维护性差：

手动创建的 Pod 在更新应用版本或修改配置时需要手动干预，容易出现错误，并且难以保证一致性。相比之下，通过声明式配置或使用 Kubernetes 的部署工具可以更方便地进行应用的维护和更新。

#查看所有pods
[root@k8s-master ~]# kubectl get pods
No resources found in default namespace.

#建立一个名为timingding的pod
[root@k8s-master ~]# kubectl run ding --image nginx
pod/ding created


[root@k8s-master ~]# kubectl get pods
NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE
ding        1/1     Running   0          6s

4.2 利用控制器管理pod

高可用性和可靠性：

自动故障恢复：如果一个 Pod 失败或被删除，控制器会自动创建新的 Pod 来维持期望的副本数量。确保应用始终处于可用状态，减少因单个 Pod 故障导致的服务中断。
健康检查和自愈：可以配置控制器对 Pod 进行健康检查（如存活探针和就绪探针）。如果 Pod 不健康，控制器会采取适当的行动，如重启 Pod 或删除并重新创建它，以保证应用的正常运行。

可扩展性：

轻松扩缩容：可以通过简单的命令或配置更改来增加或减少 Pod 的数量，以满足不同的工作负载需求。例如，在高流量期间可以快速扩展以处理更多请求，在低流量期间可以缩容以节省资源。
水平自动扩缩容（HPA）：可以基于自定义指标（如 CPU 利用率、内存使用情况或应用特定的指标）自动调整 Pod 的数量，实现动态的资源分配和成本优化。

版本管理和更新：

滚动更新：对于 Deployment 等控制器，可以执行滚动更新来逐步替换旧版本的 Pod 为新版本，确保应用在更新过程中始终保持可用。可以控制更新的速率和策略，以减少对用户的影ls响。
回滚：如果更新出现问题，可以轻松回滚到上一个稳定版本，保证应用的稳定性和可靠性。

声明式配置：

简洁的配置方式：使用 YAML 或 JSON 格式的声明式配置文件来定义应用的部署需求。这种方式使得配置易于理解、维护和版本控制，同时也方便团队协作。
期望状态管理：只需要定义应用的期望状态（如副本数量、容器镜像等），控制器会自动调整实际状态与期望状态保持一致。无需手动管理每个 Pod 的创建和删除，提高了管理效率。

服务发现和负载均衡：

自动注册和发现：Kubernetes 中的服务（Service）可以自动发现由控制器管理的 Pod，并将流量路由到它们。这使得应用的服务发现和负载均衡变得简单和可靠，无需手动配置负载均衡器。
流量分发：可以根据不同的策略（如轮询、随机等）将请求分发到不同的 Pod，提高应用的性能和可用性。

多环境一致性：

一致的部署方式：在不同的环境（如开发、测试、生产）中，可以使用相同的控制器和配置来部署应用，确保应用在不同环境中的行为一致。这有助于减少部署差异和错误，提高开发和运维效率。

示例：

利用yaml文件创建：
[root@k8s-master ~]# vim deployment-ding.yml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: ding
  name: ding
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: ding
  strategy: {}
  template:
    metadata:
      labels:
        app: ding
    spec:
      containers:
      - image: timinglee/myapp:v1
        name: myapp
[root@k8s-master ~]# kubectl apply -f deployment-ding.yml 
deployment.apps/ding created
[root@k8s-master ~]# kubectl get pods
NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
ding-5799974786-8w2xw   1/1     Running   0          6s
ding-5799974786-nzpj2   1/1     Running   0          6s

暴漏端口：
[root@k8s-master ~]# kubectl expose deployment ding --port 80 --target-port 80
service/ding exposed

[root@k8s-master ~]# kubectl get service
NAME         TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
ding         ClusterIP   10.111.191.171   <none>        80/TCP    13s
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1        <none>        443/TCP   44h

查看暴漏端口：
[root@k8s-master ~]# kubectl describe service ding
Name:              ding
Namespace:         default
Labels:            app=ding
Annotations:       <none>
Selector:          app=ding
Type:              ClusterIP
IP Family Policy:  SingleStack
IP Families:       IPv4
IP:                10.111.191.171
IPs:               10.111.191.171
Port:              <unset>  80/TCP
TargetPort:        80/TCP
Endpoints:         10.244.1.30:80,10.244.4.29:80   ---- 可以做负载均衡
Session Affinity:  None
Events:            <none>

查看IP：
[root@k8s-master ~]# kubectl get pods -o wide
NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE    IP            NODE        NOMINATED NODE   READINESS GATES
ding-5799974786-8w2xw   1/1     Running   0          8m1s   10.244.4.29   k8s-node2   <none>           <none>
ding-5799974786-nzpj2   1/1     Running   0          8m1s   10.244.1.30   k8s-node1   <none>           <none>
[root@k8s-master ~]# 

如果这里访问不到80端口，有可能是网络插件挂了，重新删了启动再试
kubectl get pods -n kube-system

查看信息：
[root@k8s-master ~]# curl 10.111.191.171/hostname.html
ding-5799974786-r8krh
[root@k8s-master ~]# curl 10.111.191.171/hostname.html
ding-5799974786-r8krh
[root@k8s-master ~]# curl 10.111.191.171/hostname.html
ding-5799974786-r8krh
[root@k8s-master ~]# curl 10.111.191.171/hostname.html
ding-5799974786-2mrzz
[root@k8s-master ~]# curl 10.111.191.171/hostname.html
ding-5799974786-2mrzz
[root@k8s-master ~]# curl 10.111.191.171/hostname.html
ding-5799974786-r8krh

为ding扩容：
[root@k8s-master ~]# kubectl scale deployment ding --replicas 4
deployment.apps/ding scaled
[root@k8s-master ~]#
[root@k8s-master ~]# kubectl get pods
NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
ding-5799974786-2mrzz   1/1     Running   0          8m28s
ding-5799974786-2tchv   1/1     Running   0          102s
ding-5799974786-2zxq4   1/1     Running   0          102s
ding-5799974786-r8krh   1/1     Running   0          8m28s

为ding缩容：
[root@k8s-master ~]# kubectl scale deployment ding --replicas 2
deployment.apps/ding scaled
[root@k8s-master ~]# kubectl get pods
NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
ding-5799974786-2mrzz   1/1     Running   0          10m
ding-5799974786-r8krh   1/1     Running   0          10m
[root@k8s-master ~]#

###########################################################################################################

手动创建：
[root@k8s-master ~]# kubectl create deployment ding --image timinglee/myapp:v1 --replicas 2
deployment.apps/ding created
[root@k8s-master ~]# 
[root@k8s-master ~]# 
[root@k8s-master ~]# kubectl get pods
NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
ding-5799974786-5stbs   1/1     Running   0          7s
ding-5799974786-hk8cn   1/1     Running   0          7s
[root@k8s-master ~]# kubectl expose deployment ding --port 80 --target-port 80
service/ding exposed
[root@k8s-master ~]# kubectl get service ding
NAME   TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
ding   ClusterIP   10.109.3.193   <none>        80/TCP    7s
[root@k8s-master ~]# kubectl describe service ding
Name:              ding
Namespace:         default
Labels:            app=ding
Annotations:       <none>
Selector:          app=ding
Type:              ClusterIP
IP Family Policy:  SingleStack
IP Families:       IPv4
IP:                10.109.3.193
IPs:               10.109.3.193
Port:              <unset>  80/TCP
TargetPort:        80/TCP
Endpoints:         10.244.1.39:80,10.244.4.40:80
Session Affinity:  None
Events:            <none>
[root@k8s-master ~]# curl 10.109.3.193
Hello MyApp | Version: v1 | <a href="hostname.html">Pod Name</a>
[root@k8s-master ~]# curl 10.109.3.193/hostname.html
ding-5799974786-5stbs
[root@k8s-master ~]# curl 10.109.3.193/hostname.html
ding-5799974786-hk8cn
[root@k8s-master ~]#

4.3 应用版本的更新

利用控制器建立pod：
[root@k8s-master ~]# kubectl create deployment ding --image timinglee/myapp:v1 --replicas 2
deployment.apps/ding created
[root@k8s-master ~]# 

暴漏端口：
[root@k8s-master ~]# kubectl expose deployment ding --port 80 --target-port 80
service/ding exposed

访问服务:
[root@k8s-master ~]# curl 10.109.3.193
Hello MyApp | Version: v1 | <a href="hostname.html">Pod Name</a>
[root@k8s-master ~]# curl 10.109.3.193
Hello MyApp | Version: v1 | <a href="hostname.html">Pod Name</a>
[root@k8s-master ~]# 

查看历史版本：
[root@k8s-master ~]# kubectl rollout history deployment ding
deployment.apps/ding 
REVISION  CHANGE-CAUSE
1         <none>

[root@k8s-master ~]#

更新控制器镜像版本：
[root@k8s-master ~]# kubectl set image deployments/ding myapp=timinglee/myapp:v2
deployment.apps/ding image updated

再次查看版本：
[root@k8s-master ~]# kubectl rollout history deployment ding
deployment.apps/ding 
REVISION  CHANGE-CAUSE
1         <none>
2         <none>

[root@k8s-master ~]# 

访问测试内容:
[root@k8s-master ~]# curl 10.109.3.193
Hello MyApp | Version: v2 | <a href="hostname.html">Pod Name</a>

版本回滚：
[root@k8s-master ~]# kubectl rollout undo deployment ding --to-revision 1

再次访问：
[root@k8s-master ~]# curl 10.109.3.193
Hello MyApp | Version: v1 | <a href="hostname.html">Pod Name</a>
[root@k8s-master ~]# curl 10.109.3.193
Hello MyApp | Version: v1 | <a href="hostname.html">Pod Name</a>
[root@k8s-master ~]# curl 10.109.3.193
Hello MyApp | Version: v1 | <a href="hostname.html">Pod Name</a>
[root@k8s-master ~]#

4.4 利用yaml文件部署应用

4.4.1 用yaml文件部署应用有以下优点

声明式配置：

清晰表达期望状态：以声明式的方式描述应用的部署需求，包括副本数量、容器配置、网络设置等。这使得配置易于理解和维护，并且可以方便地查看应用的预期状态。
可重复性和版本控制：配置文件可以被版本控制，确保在不同环境中的部署一致性。可以轻松回滚到以前的版本或在不同环境中重复使用相同的配置。
团队协作：便于团队成员之间共享和协作，大家可以对配置文件进行审查和修改，提高部署的可靠性和稳定性。

灵活性和可扩展性：

丰富的配置选项：可以通过 YAML 文件详细地配置各种 Kubernetes 资源，如 Deployment、Service、ConfigMap、Secret 等。可以根据应用的特定需求进行高度定制化。
组合和扩展：可以将多个资源的配置组合在一个或多个 YAML 文件中，实现复杂的应用部署架构。同时，可以轻松地添加新的资源或修改现有资源以满足不断变化的需求。

与工具集成：

与 CI/CD 流程集成：可以将 YAML 配置文件与持续集成和持续部署（CI/CD）工具集成，实现自动化的应用部署。例如，可以在代码提交后自动触发部署流程，使用配置文件来部署应用到不同的环境。
命令行工具支持：Kubernetes 的命令行工具 kubectl 对 YAML 配置文件有很好的支持，可以方便地应用、更新和删除配置。同时，还可以使用其他工具来验证和分析 YAML 配置文件，确保其正确性和安全性。

4.4.2 资源清单

参数名称	类型	参数说明
version	String	这里是指的是K8S API的版本，目前基本上是v1，可以用kubectl api-versions命令查询
kind	String	这里指的是yaml文件定义的资源类型和角色，比如: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，这里由我们编写，比如命名Pod的名字
metadata.namespace	String	元数据对象的命名空间，由我们自身定义
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
spec.containers[].imagePullPolicy	String	定义镜像拉取策略，有三个值可选： (1) Always: 每次都尝试重新拉取镜像 (2) IfNotPresent:如果本地有镜像就使用本地镜像 (3) )Never:表示仅使用本地镜像
spec.containers[].command[]	list	指定容器运行时启动的命令，若未指定则运行容器打包时指定的命令
spec.containers[].args[]	list	指定容器运行参数，可以指定多个
spec.containers[].workingDir	String	指定容器工作目录
spec.containers[].volumeMounts[]	list	指定容器内部的存储卷配置
spec.containers[].volumeMounts[].name	String	指定可以被容器挂载的存储卷的名称
spec.containers[].volumeMounts[].mountPath	String	指定可以被容器挂载的存储卷的路径
spec.containers[].volumeMounts[].readOnly	String	设置存储卷路径的读写模式，ture或false，默认为读写模式
spec.containers[].ports[]	list	指定容器需要用到的端口列表
spec.containers[].ports[].name	String	指定端口名称
spec.containers[].ports[].containerPort	String	指定容器需要监听的端口号
spec.containers[] ports[].hostPort	String	指定容器所在主机需要监听的端口号，默认跟上面containerPort相同，注意设置了hostPort同一台主机无法启动该容器的相同副本(因为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，单位为核心数，1=1000m
spec.containers[].resources.limits.memory	String	指定MEM内存的限制，单位为MIB、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
spec.restartPolicy	string	定义Pod的重启策略，默认值为Always. (1)Always: Pod-旦终止运行，无论容器是如何终止的，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。如果容器正常结束(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
spec.nodeSelector	Object	定义Node的Label过滤标签，以key:value格式指定
spec.imagePullSecrets	Object	定义pull镜像时使用secret名称，以name:secretkey格式指定
spec.hostNetwork	Boolean</