【Kubernetes】实践篇

系列综述：
💞目的：本系列是个人整理为了云计算学习的，整理期间苛求每个知识点，平衡理解简易度与深入程度。
🥰来源：材料主要源于–Kubernetes 官方文档–进行的，每个知识点的修正和深入主要参考各平台大佬的文章，其中也可能含有少量的个人实验自证。
🤭结语：如果有帮到你的地方，就点个赞和关注一下呗，谢谢🎈🎄🌷！！！

请先收藏！！！，后续继续完善和扩充👍(●’◡’●)

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零、kubectl基础

基本命令

1. 通用公式：kubectl + [Command] + [Type] + [ResourceName]+ [Flags]
   • [Command]：指定要执行的基本的CRUD操作，如create、get、describe、delete等
   • [Type]：指定资源类型，注意区分大小写，如pod（po）、node（no）、Service（svc）、Deployment（dep）、ReplicaSet（rs） 等
   • [ResourceName]：指定资源的名称。名称区分大小写，如 <pod-name>、 <service-name>
   • [Flags]：指定可选的参数，用于进一步定制命令的行为
2. kubectl的增删改查
   • 创建资源：kubectl create -f ResourceName.yaml/json
     • create仅用于创建新的资源对象，若对象已存在则报错
     • apply也可用于创建新资源对象时，若资源对象已存在会进行更新。
   • 删除资源：kubectl delete [Type] [ResourceName]
   • 更新资源配置：kubectl apply -f [ResourceName.yaml/json]
   • 查看资源基本信息：kubectl get [Type]s
     • -w可以进行持续监听资源状态
     • --show-labels：显示lables标签
     • -l key1=value1, key2=value2：进行资源的匹配
     • -l 'key in (value1, value2, value3)'：在值集合中进行匹配
   • 查看资源的事件：kubectl describe [Type] [ResourceName]
   • 查看Pod的日志：kubectl logs [PodName]
   • 持久修改配置文件：kubectl edit [Type] [ResourceName]，可以通过外部命令行形式进行临时加标签，但是临时标签可能因更新而失效
3. 在Pod中执行命令：kubectl exec -it [PodName] -- [Command]
4. 将本地端口和Pod端口进行映射
   kubectl port-forward [PodName] <local-port>:<pod-port>
5. 用于调整Deployment的副本数量：
   kubectl scale deployment <deployment-name> --replicas=<replica-count>
6. 资源对象内的容器执行命令：kubectl exec -it [ResourceName] -c [ContainerName] -- [Command]
7. 滚动更新和回滚
   • 查看滚动更新状态：kubectl rollout status [Type] [ResourceName]
   • 回滚到先前的版本：kubectl rollout undo [Type] [ResourceName]
   • 暂停滚动更新：kubectl rollout pause [Type] [ResourceName]
   • 恢复滚动更新：kubectl rollout resume [Type] [ResourceName]
   • 查看滚动更新历史：
     • 查看所有历史版本：kubectl rollout history [Type] [ResourceName]
     • 查看指定历史版本：kubectl rollout history [Type] [ResourceName] --revision=[1~100]
8. kubectl get svc的查询结果
   • NAME：标识集群中服务实例的名称
   • TYPE
     • ClusterIP: 最常见的类型，为服务分配一个只允许集群内部的Pod访问的虚拟IP
     • NodePort：客户端访问EXTERNAL-IP : nodePort，每个节点的kube-proxy会将请求转发到Service的targetPort实际进行处理
     • LoadBalancer：客户端访问EXTERNAL-IP : port，负载均衡器会将EXTERNAL-IP更新为负载均衡器的IP地址，所以可以使用内部的port去访问Service
     • ExternalName: 此类型将服务映射到外部DNS名称，不分配集群内部的IP地址，而是通过DNS解析来访问外部服务。
   • CLUSTER-IP：用于在集群内部Pod之间进行通信的虚拟IP地址
   • EXTERNAL-IP：允许外部访问集群内部服务的IP地址，外部主机需要通过VPN或绑定才能访问
   • AGE：表示Service已经创建的时间
   • 注意：集群外部访问外网IP : 外部代理端口，会通过LoadBalancer机制将外部请求负载均衡到集群内部的多个Pod上，每个节点的内部分发端口会接收LB代理转发过来的请求

NAME	TYPE	CLUSTER-IP	EXTERNAL-IP	PORT(S)	AGE
kube-node-service-lb	LoadBalancer	10.99.201.198	外网IP1, 外网IP2	port : nodePort/TCP	29d
kube-node-service	NodePort	10.97.114.36	外网IP1, 外网IP2	port : nodePort/TCP	29d

9. 两种port的作用
   • targetport：在多容器Pod中，可以将Pod内不同容器的服务端口统一为targetPort，但可以将流量路由到不同的容器端口
   • port：指定服务在集群内部的监听端口

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一、深入Pods

Pod探针

1. 定义：根据不同的探针探测容器当前状态，如果Pod状态异常，会执行对应的修复策略，从而提高系统稳定性
2. 探针类型
   • StartupProbe（启动探针）：探测容器内是否已完成所有初始化操作，能够进行用户请求的处理
   • ReadinessProbe（就绪探针）：检测Pod内的是否所有容器已就绪，如果都通过检查，则会将该Pod加入Endpoint服务列表中
   • LivenessProbe（存活探针）：检测容器内部是否应用进程还存活，若探测到进程不存在或终止，则会执行相应的容器重启策略
3. 探测方式
   • TCPSocketAction（TCP检查）：通过尝试与容器内的特定端口建立TCP连接来判断应用是否运行。
   • HTTPGetAction（HTTP请求）：向容器内的特定URL发送HTTP请求，根据HTTP响应状态码判断应用是否健康。
   • ExecAction（执行命令）：在容器内部执行一个命令，根据命令退出状态码判断应用状态
   • 具体应用：根据不同的应用场景，灵活使用三种方式进行探测，yaml文件示例如下

   apiVersion: v1
   kind: Pod
   metadata:
     name: startup-probe-example
   spec:
     containers:
     - name: app-container
       image: my-app-image:latest
       # 1. StartupProbe + TCPSocketAction探测配置
       startupProbe: # 应用启动探针配置
         tcpSocket: # 基于TCP的测试方式，若无法访问80端口则失败
       	port:80 # 请求端口
       # 2. ReadinessProbe + HTTPGetAction探测配置
       livenessProbe: # 应用存活探针配置
         httpGet: # 基于 http 请求探测，若是无法访问Path的内容则失败
           path: /api/path # http 请求路径
           port: 80 # 请求端口
   	# 3. ExecAction + ExecAction探测配置
   	redinessProbe: # 应用就绪探针配置
   	  exec: # 基于exec命令执行进行探测
   		command :
   		- sh
   		- -C
   		- "sleep 5; echo 'success' > /inited" # 输出success字符到inited文件中
         failureThreshold: 3 # 失败多少次才算真正失败
         periodSeconds: 10 # 间隔时间
         successThreshold: 1 # 多少次监测成功算成功
         timeoutSeconds: 3 # 请求的超时时间
   

4. 创建Pod
   • 创建并进入pods文件：mkdir pods && cd pods
   • 创建yaml文件：vim [name]-pod.yaml
   • 编写yaml文件，示例如下
   • 根据yaml文件创建Pod：kubectl create -f [name]-pod.yaml

   apiVersion: v1 # api文档版本
   kind: Pod # 资源对象类型，如Pod、Deployment、StatuefulSet等
   metadata: # 资源元数据描述
     name: nginx-po # 自定义的Pod名称
     labels: # Pod的描述信息，内容为自定义的多个键值对
       type: app # 自定义label标签，名字为type，值为app
       version: "1.0.0" # 自定义label标签，描述Pod版本号
     namespace: default # 命名空间的配置
   spec: # 期望Pod按照这里面的描述进行创建
     terminationGracePeriodSeconds：#当pod执行delete操作时间，宽限的时间
     containers: # 对于Pod中的容器描述
     - name: nginx # 容器的名称
       image: nginx:1.7.9 # 指定容器的镜像
       imagePullPolicy: IfNotPresent # 镜像拉取策略:本地不存在就从镜像仓库拉取
       lifecycle: # 生命周期的配置
   	  poststart: # 生命周期启动阶段做的事情，不一定在容器的command 之前运行
   		exec:
   			command :
   			- sh
   			- -c
   			- "echo '<hl>prestop</h1>'> /usr/share/nginx/html/prestop.html"
   	  preStop: # 在容器被终止之前执行的操作
   	  	exec:
   			command :
   			- sh
   			- -c
   			- "echo '<hl>finished...</h1>'> /usr/share/nginx/html/prestop.html"
       command: # 指定容器启动时执行的命令
       - nginx
       - -g
       - 'daemon off;'
       workingDir: "/usr/share/nginx/html" # 定义容器启动后的工作目录
       ports: # 端口配置
       - name: http # 端口名称
         containerPort: 80 # 描述容器内要暴露的端口
         protocol: TCP # 描述该端口是基于哪种协议通信的
       env: # 环境变量
       - name: JVM_OPTS # 环境变量名称
         value: "-Xms128m -Xmx128m" # 环境变量的值
       resources: # 资源限制
         requests: # 最少需要多少资源
           cpu: "100m" # 限制cpu最少使用0.1个核心
           memory: "128Mi" # 限制内存最少使用128兆
         limits: # 最多可以用多少资源
           cpu: "200m" # 限制cpu最多使用0.2个核心
           memory: "256Mi" # 限制最多使用256兆
     restartPolicy: OnFailure # 重启策略，只有失败的情况才会重启
   

5. Pod生命周期示例
   • 初始化阶段：按序对Pod内所有容器进行初始化操作
   • 容器生命周期钩子函数（回调函数）
     • PostStart：在容器创建后立即执行的操作，常用于加载配置、预热缓存等
     • PreStop：容器将结束时执行的操作，常用于注册中心下线、数据销毁、数据清理等
   • 探针执行顺序：就绪探针和存活探针会在启动探针执行成功后开始运行，进行持续的就绪和存活状态探查
   • Pause容器：为同一Pod中所有的容器提供共享的网络资源、存储资源，并管理整个Pod的生命周期