Kubernetes基础概念和命令

K8s基础概念

• Master节点：管理整个K8s集群

  • 生产环境至少3个节点，大型集群建议5个节点；

  • 测试环境1个节点；

• Worker节点：运行容器，Pod，容器的生命周期管理；

  • 每个节点运行10~100个Pod；根据pod的规模调整Worker节点的数量；

Pod

Pod是K8s中最小的管理单元，Pod是用于管理容器的；

Pod的作用是“虚拟的节点”，微型节点，一个Pod中至少可以管理运行一个或多个容器，在同一个Pod中的容器可以共享网络和存储；

管理器

用户管理Pod的一系列管理器；

• 副本管理；

• 生命周期管理；

• 弹性的扩缩容管理；

• Deployment：管理无状态服务（Nginx、Tomcat、PHP）

• StatefulSet：管理无状态服务（MySQL）

• Job：管理一次性服务

• CronJob：计划执行服务

服务发现与网络通信：应用“通信”的规则

通过网络将数据请求转发给指定容器；实现负载均衡的功能；

Service组件实现Pod的服务发现与负载均衡；

配置与存储：应用“吃喝”的保障

• ConfigMap：存储配置文件

• Secret：存放密码或密钥

• PV/PVC：持久化存储的资源与资源绑定

资源管理：资源“分类”的方法

• Namespace：可以给不同的业务分组管理，实现资源的隔离与限制；

• Label：标签，实现Pod调度、Pod的资源管理器、服务器发现、负载均衡；

---

K8s基础命令

kubeadm：快速安装k8s命令行工具

• 初始化Master节点，全局设置

 config:指定初始化集群时使用的配置文件
 init:初始化Master节点
 join:初始化Node节点并加入集群
 reset:重置当前节点，无论是Master节点还是Node节点都可以重置
 token: kubeadm join
 # 打印默认初始化配置
 kubeadm config print init-defaults
 # 生成新的加入令牌
 kubeadm token create --print-join-command  

kubectl：K8s集群管理命令

kubectl主要职责是对资源对象进行操作。

K8s中一切皆为资源；

资源	缩写	说明
cluster		集群
componentstatu ses	cs	组件对象
configmaps	cm	ConfigMap对象
daemonsets	ds	DaemonSet对象
deployments	deploy	无状态服务对象，K8s最常用的控制器
endpoints	ep	端点集合（实现同一类Pod的IP地址列表）
events	ev	events集群事件集合
ingress	ing	访问入口
nodes	no	节点
namespaces	ns	命名空间
pods	po	获取Pod信息
replicasets	rs	Pod副本数
cronjob		周期性任务控制
services	svc	做负载均衡的服务入口

 # 查看API资源
 kubectl api-resources
 # 查看API版本
 kubectl api-versions

• 查看资源

 kubectl get 资源 -o 格式
 格式： * wide 显示详细信息
       * json 以json格式显示详细信息
       * yaml 以yaml格式显示详细信息
 -w 等待显示资源状态的修改
 -n 指定命名空间

• 创建、删除、更新资源

 # 通过YAML创建资源，需要先vim这个yaml文件
 #（不指定名称可以换成.，表示当前目录下所有文件）
 vim 资源名称
 ------------------------
 apiVersion: v1
 kind: Pod
 metadata:
   name: nginx
   labels:
     app: web
 spec:
   hostNetwork: true
   containers:
   - name: nginx
     image: 192.168.57.200:8099/library/nginx:latest
     ports:
     - containerPort: 80
 ------------------------
 kubectl create -f 资源名称
 ​
 # 如果是需要换成h5-game，需要提前在节点上login并拉取镜像
 docker login 192.168.57.200:8099
 docker pull 192.168.57.200:8099/yun11/h5-game:1.0
 ​
 # 删除资源
 kubectl delete 资源类型 名称 -n 命名空间
 kubectl delete -f 资源名称
 ​
 # 修改或者更新资源（镜像），应用某一个资源，资源不存在时创建资源，资源存在时不进行操作，也支持修改资源（用的比create多，也可以修改）
 kubectl apply -f 资源名称
 ​
 # 直接操作资源
 kubectl delete pod <pod-name>        # 删除指定Pod
 kubectl delete pod --all             # 删除所有Pod
 kubectl create namespace <name>      # 创建命名空间

• 查看资源的详细信息，运行状态，常用于排错

 kubectl describe pod nginx

• 查看运行日志，用于排错

 # 查看Pod日志
 kubectl logs <pod-name>
 # 实时查看日志
 kubectl logs -f <pod-name> 

• 在线更新运行中配置，yaml格式

 kubectl edit pod nginx-game

• 进入容器进行修改

 kubectl exec -it <pod-name> -- bash

• 直接创建pod并启动容器

 kubectl run --image=192.168.57.200:8099//镜像 镜像名 --port=8080
 # 举例说明
 kubectl run --image=192,168.57.200:8099/library/tomcat:8 tomcat-app --port=8080
 kubectl delete pod tomcat-app

• 双向复制

 kubectl cp init.sh nginx-game:/data
 kubectl cp nginx-game:/data/.

• 更新与回滚

 kubectl set image deployment/<name> <container>=<image>  # 更新镜像
 kubectl rollout undo deployment/<name>                  # 回滚部署
 kubectl scale deployment <name> --replicas=<number>     # 伸缩Pod数量

• 标签管理（过滤器，筛选功能类似select）

 kubectl label nodes <node-name> <key>=<value>    # 给节点添加标签
 kubectl label pod <pod-name> <key>=<value>       # 给Pod添加标签
 kubectl label pod <pod-name> <key>-              # 删除标签

Node节点操作

• 添加：

  • 准备工作：

    • 1.Docker

    • 2.系统优化

  • 让Master生成join+token命令

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

  • Node节点执行kubeadm join命令

     # Node节点先重启
     [root@node2 ~]# systemctl start kubelet
     # 然后再运行加入命令join...

• 删除：

  • 在Master节点中设置Node为不可调用

     [root@master~]# kubectl cordon node2

  • 在Master节点中强制驱逐Node节点的Pod

     # 需要先删除上面的Pod，或者资源
     [root@master~]# kubectl drain node2 --ignore-daemonsets --delete-emptydir-data

  • 从Master节点中删除节点记录

     [root@master~]# kubectl delete node node2

  • 清理被移除的节点

     [root@node2 ~]# systemctl stop kubelet
     # 重置节点：清理该节点上的 Kubernetes 配置：
     [root@node2 ~]# kubeadm reset
     # 清理残余数据：删除 etcd 数据目录和 Kubernetes 配置文件：
     [root@node2 ~]# rm -rf /etc/cni/net.d /var/lib/kubelet /var/lib/etcd

• 查看

 kubectl get node
 kubectl describe node node2

Kubernetes中Yaml

基本语法格式

 ---                      # YAML起始分割作用，可以在一个文件中写多个配置
 apiVersion: v1           # 查询API版本，kubectl api-resources | grep pods
 kind: Pod                # K8s资源类型
 metadata:                # 元数据，包含资源对象的名称和标签等设置
   name: myapp            # 资源名称，可以用来重启查看删除
   labels:                # 标签，筛选
     app: webapp          # 标签键值对
     info: abcd
 spec:                    # 容器的详细配置规格
   containers:            # 容器定义
   - name: web1           # 容器名称，第一个
     image: nginx:1.21    # 容器镜像
   - name: web2           # 第二个容器名称（如果只有一个后面就不写）
     image: mysql:8.0.20  # 第二个容器镜像

关键字段解析

• apiVersion: 指定使用的Kubernetes API版本，不同资源类型使用不同版本

• kind: 定义资源类型，如Pod、Deployment、Service等

• metadata: 包含资源的标识信息（名称、标签、注释等）

• spec: 描述资源的期望状态，这是最复杂的部分

• status: 记录资源的实际状态，由Kubernetes自动生成，使用清单时通常省略

 # 查看K8S自带的资源管理帮助文档
 kubectl explain deployment

--dry-run生成YAML文件框架

快速生成YAML模板

Kubernetes提供了强大的模板生成功能，无需手动编写YAML。

 # 1、生成Pod模板
 kubectl run myapp --image=nginx:1.17 --dry-run=client -o yaml > pod.yaml
 # 举例：
 kubectl run myapp --image=nginx:1.26 --dry-run=client -o yaml > 01-nginx-pod.yaml
 # 查看结果
 cat 01-nginx-pod.yaml 
 apiVersion: v1
 kind: Pod
 metadata:
   creationTimestamp: null
   labels:
     run: myapp
   name: myapp
 spec:
   containers:
   - image: nginx:1.26
     name: myapp
     resources: {}
   dnsPolicy: ClusterFirst
   restartPolicy: Always
 status: {}
 ​
 # 2、生成Namespace模板
 kubectl create namespace work --dry-run=client -o yaml > namespace.yaml
 # 举例
 kubectl create namespace work --dry-run=client -o yaml > 02-namespace.yaml
 # 查看结果
 cat 02-namespace.yaml 
 apiVersion: v1
 kind: Namespace
 metadata:
   creationTimestamp: null
   name: work
 spec: {}
 status: {}
 ​
 # 3、生成Deployment模板
 kubectl create deployment myapp --image=dbimg:1.35 --dry-run=client -o yaml > deployment.yaml
 # 举例
 kubectl create deployment myapp --image=nginx:1.24 --dry-run=client -o yaml > 03-nginx-deployment.yaml
 # 查看结果
 cat 03-nginx-deployment.yaml 
 apiVersion: apps/v1
 kind: Deployment
 metadata:
   creationTimestamp: null
   labels:
     app: myapp
   name: myapp
 spec:
   replicas: 1
   selector:
     matchLabels:
       app: myapp
   strategy: {}
   template:
     metadata:
       creationTimestamp: null
       labels:
         app: myapp
     spec:
       containers:
       - image: nginx:1.24
         name: nginx
         resources: {}
 status: {}

资源操作命令详解

1.创建资源

 # 从YAML文件创建资源
 kubectl create -f myapp.yaml
 ​
 # 创建多个资源
 kubectl create -f dir/  # 目录下所有YAML文件
 kubectl create -f file1.yaml -f file2.yaml

2.应用声明式配置

 # 创建或更新某个资源（推荐方式）
 kubectl apply -f myapp.yaml
 ​
 # 查看将要应用的变更
 kubectl apply -f myapp.yaml --dry-run=client
 ​
 # 强制替换配置
 kubectl replace --force -f myapp.yaml

3.删除资源

 # 删除指定资源
 kubectl delete -f myapp.yaml
 ​
 # 删除多个资源
 kubectl delete -f directory/
 ​
 # 基于标签删除（可能的多个pod）
 kubectl delete pod -l app=webapp

高级操作技巧

1. 部分更新资源（打补丁）

# 使用merge混合策略（默认是strategic策略性合并）更新标签，适用于简单字段更新
cat > patch.yaml << EOF
metadata:
  labels:
    key: myapp-value
EOF

kubectl patch pod myapp --type=merge --patch-file patch.yaml

# 使用JSON patch删除标签
cat > remove-label.yaml << EOF
- op: remove
  path: /metadata/labels/key
EOF

kubectl patch pod myapp --type=json --patch-file remove-label.yaml

2. 添加注解

# 添加或更新注解
kubectl annotate pod myapp webapp="nginx.1.17" description="前端Web服务器"

# 查看注解信息
kubectl describe pod myapp | grep Annotations

3. 实时编辑资源（对于改动不大的情况，使用edit更快速）

# 编辑运行中的资源
kubectl edit pod myapp

# 编辑Deployment配置（编辑时会打开默认文本编辑器，修改保存后会立即生效）
kubectl edit deployment/myapp

常见问题排查

1. YAML格式错误

# 常见的格式错误
error: error parsing pod.yaml: error converting YAML to JSON: yaml: line 10: did not find expected key

# 解决方法：使用YAML验证工具或在线校验器

2. 资源已存在错误

# 使用create时如果资源已存在会报错
Error from server (AlreadyExists): error when creating "myapp.yaml": pods "myapp" already exists

# 解决方法：使用apply代替create，或者先删除再创建

3. 字段验证错误

# API服务器会验证字段合法性
The Deployment "myapp" is invalid: spec.template.spec.containers[0].name: Required value

# 解决方法：使用kubectl explain查看字段要求

掌握Kubernetes资源清单文件的使用是容器编排的基础技能。