kubernetes实战入门

藍胖子胖

已于 2022-11-28 17:39:25 修改

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文章标签： kubernetes 容器云原生

于 2022-11-28 17:26:03 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_72898921/article/details/128083591

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本文介绍了在Kubernetes中如何操作Namespace，包括查看、创建和删除，以及Pod的基本操作，如查看、删除和使用Label进行管理。还探讨了Pod作为最小管理单元的角色以及如何通过Deployment管理Pod。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

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   11d     #  所有未指定Namespace的对象都会被分配在default命名空间
kube-node-lease   Active   11d      #  集群节点之间的心跳维护，v1.13开始引入
kube-public       Active   11d      #  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   11d      #  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

查看所有的ns  命令：kubectl get ns
[root@master ~]# kubectl get ns
[root@master ~]# kubectl get ns
NAME              STATUS   AGE
default           Active   11d
kube-flannel      Active   11d
kube-node-lease   Active   11d
kube-public       Active   11d
kube-system       Active   11d

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   11d

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: "2022-11-17T04:20:40Z"
 labels:
   kubernetes.io/metadata.name: default
 name: default
 resourceVersion: "193"
 uid: 59e4d4f7-f0db-46c1-a0bd-50b9b7466895
spec:
 finalizers:
 - kubernetes
status:
 phase: Active

查看ns详情命令：kubectl describe ns ns名称

[root@master ~]# kubectl describe ns default
Name:         default
Labels:       kubernetes.io/metadata.name=default
Annotations:  <none>
Status:       Active  命名空间正在使用中  Terminating 正在删除命名空间

No resource quota.

No LimitRange resource 

# 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

创建namespace

[root@master ~]# kubectl create ns dev
namespace/dev created
[root@master ~]# kubectl get ns
NAME              STATUS   AGE
default           Active   11d
dev               Active   16s
kube-flannel      Active   11d
kube-node-lease   Active   11d
kube-public       Active   11d
kube-system       Active   11d

删除namespace

[root@master ~]# kubectl delete ns dev
namespace "dev" deleted
[root@master ~]# kubectl get ns
NAME              STATUS   AGE
default           Active   11d
kube-flannel      Active   11d
kube-node-lease   Active   11d
kube-public       Active   11d
kube-system       Active   11d

配置方式
首先准备一个yaml文件：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。

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
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS      AGE
coredns-c676cc86f-7bp55          1/1     Running   1 (55m ago)   11d
coredns-c676cc86f-kxbvw          1/1     Running   1 (55m ago)   11d
etcd-master                      1/1     Running   1 (55m ago)   11d
kube-apiserver-master            1/1     Running   1 (55m ago)   11d
kube-controller-manager-master   1/1     Running   1 (55m ago)   11d
kube-proxy-7gqw9                 1/1     Running   0             11d
kube-proxy-glktn                 1/1     Running   1 (55m ago)   11d
kube-proxy-lpvng                 1/1     Running   1 (55m ago)   11d
kube-scheduler-master            1/1     Running   1 (55m ago)   11d

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 create ns dev
namespace/dev created
[root@master ~]# kubectl run nginx --image=nginx:latest --port=80 --namespace dev 
pod/nginx created

查看Pod基本信息

[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx   1/1     Running   0          23s

查看Pod的详细信息

[root@master ~]# kubectl describe pod nginx -n dev
Name:             nginx
Namespace:        dev
Priority:         0
Service Account:  default
Node:             node1/192.168.40.100
Start Time:       Mon, 28 Nov 2022 01:22:44 -0500
Labels:           run=nginx
Annotations:      <none>
Status:           Running
IP:               10.244.4.3
IPs:
  IP:  10.244.4.3
Containers:
  nginx:
    Container ID:   containerd://1f63735aca2e4f7630efc175ac5e6c8da8bd04e68c136917f772452fef47525d
    Image:          nginx:latest
    Image ID:       docker.io/library/nginx@sha256:e209ac2f37c70c1e0e9873a5f7231e91dcd83fdf1178d8ed36c2ec09974210ba
    Port:           80/TCP
    Host Port:      0/TCP
    State:          Running
      Started:      Mon, 28 Nov 2022 01:31:49 -0500
    Ready:          True
    Restart Count:  0
    Environment:    <none>
    Mounts:
      /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from kube-api-access-pcp54 (ro)
Conditions:
  Type              Status
  Initialized       True 
  Ready             True 
  ContainersReady   True 
  PodScheduled      True 
Volumes:
  kube-api-access-pcp54:
    Type:                    Projected (a volume that contains injected data from multiple sources)
    TokenExpirationSeconds:  3607
    ConfigMapName:           kube-root-ca.crt
    ConfigMapOptional:       <nil>
    DownwardAPI:             true
QoS Class:                   BestEffort
Node-Selectors:              <none>
Tolerations:                 node.kubernetes.io/not-ready:NoExecute op=Exists for 300s
                             node.kubernetes.io/unreachable:NoExecute op=Exists for 300s
Events:
  Type    Reason     Age   From               Message
  ----    ------     ----  ----               -------
  Normal  Scheduled  10m   default-scheduler  Successfully assigned dev/nginx to node1
  Normal  Pulling    10m   kubelet            Pulling image "nginx:latest"
  Normal  Pulled     112s  kubelet            Successfully pulled image "nginx:latest" in 9m4.393163873s
  Normal  Created    112s  kubelet            Created container nginx
  Normal  Started    112s  kubelet            Started container nginx

获取podIP

[root@master ~]# kubectl get pods -n dev -o wide
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP           NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx   1/1     Running   0          15m   10.244.4.3   node1   <none>           <none>

访问POD

[root@master ~]# curl 10.244.4.3
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
html { color-scheme: light dark; }
body { width: 35em; margin: 0 auto;
font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif; }
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>

删除指定Pod

[root@master ~]# kubectl delete pod nginx -n dev
pod "nginx" deleted

# 如果create，显示删除Pod成功，但是再查询，发现又新产生了一个 
Kubectl  create deployment nginx --image nginx --port 80 -n dev  //当前pod是由pod控制器管理
Kubectl run nginx  --image  nginx  --port 80  -n  dev  //自主式管理pod
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
[root@master ~]# kubectl get  pods -n dev
NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-ff6774dc6-pk8zl   1/1     Running   0          28s

# 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

查询一下当前namespace下的Pod控制器

[root@master ~]# kubectl get  pods -n dev
NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-ff6774dc6-pk8zl   1/1     Running   0          28s

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nginx.yaml，内容如下：
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - image: nginx:latest
    name: nginx
    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 nginx.yaml
删除：kubectl delete -f nginx.yaml

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：
• 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
• 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
• 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：
• 版本标签：“version”:“release”, “version”:“stable”…
• 环境标签：“environment”:“dev”，“environment”:“test”，“environment”:“pro”
• 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：
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
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

pod资源打标签

[root@master ~]# kubectl label pod nginx version=1.0 -n dev
pod/nginx labeled

pod资源更新标签

[root@master ~]# kubectl label pod nginx version=2.0 -n dev --overwrite
pod/nginx labeled

查看标签

[root@master ~]# kubectl get pod nginx  -n dev --show-labels
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE     LABELS
nginx   1/1     Running   0          2m50s   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   1/1     Running   0          3m31s   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 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:latest
    name: nginx
    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 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。

命令操作

# 命令格式: kubectl create 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 create deploy nginx --image=nginx:latest --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                   1/1     Running   0          6m48s
nginx-cd55c47f5-6z8s9   1/1     Running   0          13s
nginx-cd55c47f5-mk2pt   1/1     Running   0          13s
nginx-cd55c47f5-wzhnl   1/1     Running   0          13s

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           42s

# 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:latest        run=nginx

查看deployment的详细信息

Name:                   nginx
Namespace:              dev
CreationTimestamp:      Mon, 28 Nov 2022 01:53:01 -0500
Labels:                 app=nginx
Annotations:            deployment.kubernetes.io/revision: 1
Selector:               app=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:  app=nginx
  Containers:
   nginx:
    Image:        nginx:latest
    Port:         80/TCP
    Host Port:    0/TCP
    Environment:  <none>
    Mounts:       <none>
  Volumes:        <none>
Conditions:
  Type           Status  Reason
  ----           ------  ------
  Available      True    MinimumReplicasAvailable
  Progressing    True    NewReplicaSetAvailable
OldReplicaSets:  <none>
NewReplicaSet:   nginx-cd55c47f5 (3/3 replicas created)
Events:
  Type    Reason             Age   From                   Message
  ----    ------             ----  ----                   -------
  Normal  ScalingReplicaSet  112s  deployment-controller  Scaled up replica set nginx-cd55c47f5 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:latest
        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