k8s学习(五)

本文详细介绍了Kubernetes中Pod的基本结构,重点探讨了spec属性下的containers部分,包括镜像拉取策略、启动命令、端口设置以及资源配额的设定,帮助读者理解如何配置Pod以满足应用需求。

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Pod详解

pod资源清单

查看pod的属性命令

kubectl explain pod

查看子属性

kubectl explain pod.metadata

在kubernetes中基本所有资源的一级属性都是一样的,主要包含5部分:
apiVersion<string> 版本,由kubernetes内部定义,版本号可以用 kubectl api-versions 查询到
kind <string>      类型,由kubernetes内部定义,类型可以用 kubectl api-resources 查询到
metadata <Object>  元数据,主要是资源标识和说明,常用的有name、namespace、labels等
spec <Object>      描述,这是配置中最重要的一部分,里面是对各种资源配置的详细描述
status <Object>    状态信息,里面的内容不需要定义,由kubernetes自动生成

在上面的属性中,spec是接下来研究的重点,继续看下它的常见子属性:
containers <[]Object>      容器列表,用于定义容器的详细信息
nodeName <String>        根据nodeName的值将pod调度到指定的Node节点上
nodeSelector <map[]>     根据NodeSelector中定义的信息选择将该Pod调度到包含这些label的Node上
hostNetwork <boolean>   是否使用主机网络模式,默认为false,如果设置为true,表示使用宿主机网络(很少用,端口容易冲突)
volumes <[]Object>         存储卷,用于定义Pod上面挂在的存储信息
restartPolicy <string>      重启策略,表示Pod在遇到故障的时候的处理策略

可以用kubectl describe pod podname -o yaml查看详情

Pod配置

本小节主要来研究 pod.spec.containers属性,这也是pod配置中最为关键的一项配置。

[rootemaster ~]# kubectl explain pod.spec.containers
KIND :Pod
VERSION:V1
RESOURCE:containers<[]0bject> # 数组,代表可以有多个容器
FIELDS :
  name  <string>                    # 容器名称 
  image <string>                     # 容器需要的镜像地址
  imagePullPolicy <string>     #镜像拉取策略
  command<[]string>             #容器的启动命令列表,如不指定,使用打包时使用的启动命令
  args  <[]string>                   # 容器的启动命令需要的参数列表
  env   <[]0bject>                  # 容器环境变量的配置
  ports                                  #容器需要暴露的端口号列表
  resources <Object>          # 资源限制和资源请求的设置

基本配置


创建pod-base.yaml文件,内容如下:
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
 name: pod-base
 namespace: dev
 labels:
  app: nginx
spec:
 containers:
 - name: nginx
   image: nginx:1.17.1
 - name: busybox
   image: busybox:1.30
上面定义了一个比较简单Pod的配置,里面有两个容器:
nginx:用1.17.1版本的nginx镜像创建,(nginx是一个轻量级web容器)
busybox:用1.30版本的busybox镜像创建,(busybox是一个小巧的linux命令集合,里面并没有线程在跑,所以启动不起来,可以用describe查看下pod详情。后面讲到command属性详细说)

镜像拉取策略imagePulPolicy

用于设置镜像拉取策略,kubernetes支持配置三种拉取策略:
Always:总是从远程仓库拉取镜像(一直用远程的)
lfNotPresent:本地有则使用本地镜像,本地没有则从远程仓库拉取镜像(本地有就本地 本地没有就远程)。
Never:只使用本地镜像,从不去远程仓库拉取,本地没有就报错(一直使用本地)
默认值说明:
如果镜像tag为具体版本号,默认策略是:IfNotPresent
如果镜像tag为:latest(最终版本)默认策略是always

启动命令command

busybox并不是一个程序,而是类似于一个工具类的集合,kubernetes集群启动管理后,它会自动关闭。
解决方法就是让其一直在运行,这就用到了command配置。

创建pod-command.yaml文件,内容如下:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name : pod-command
  namespace: dev
spec :
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.17.1
  - name : busybox
    image: busybox:1.30
    command: ["/bin/sh","-c","touch /tmp/hello.txt;while true;do /bin/echo $(date +%T)>>
/tmp/hello.txt; sleep 3; done;"]

-c    命令从-c后的字符串读取

这样两个容器都正常运行了

#进入pod中的busybox容器,查看文件内容
#补充一个命令:kubectl exec pod名称 -n 命名空间 -it  -c 容器名称 /bin/sh 在容器内部执行命令
#使用这个命令就可以进入某个容器的内部,然后进行相关操作了
#比如,可以查看txt文件的内容
[root@master pod]# kubectl exec pod-command -n dev -it -c busybox /bin/sh
/# tail -f /tmp/hello.txt


特别说明:
通过上面发现command已经可以完成启动命令和传递参数的功能,为什么这里还要提供一个args选项,用于传递参数呢?
这其实跟docker有点关系,kubernetes中的command、args两项其实是实现覆盖Dockerfile中ENTRYPOINT的功能。
1 如果command和args均没有写,那么用Dockerfile的配置。
2 如果command写了,但args没有写,那么Dockerfile默认的配置会被忽略,执行输入的command
3 如果command没写,但args写了,那么Dockerfile中配置的ENTRYPOINT的命令会被执行,使用当前args的参数
4 如果command和args都写了,那么Dockerfile的配置被忽略,执行command并追加上args参数

端口设置port

首先看下ports支持的子选项:
[root@master ~]# kubectl explain pod.spec.containers.ports
KIND: Pod
VERSION: v1
RESOURCE: ports <[]0bject>
FIELDS:
name                  <string>   # 端口名称,如果指定,必须保证name在pod中是唯一的
containerPort      <integer>  # 容器要监听的端口(0<x<65536),比如nginx80端口,告诉k8s集群,监听80端口
hostPort              <integer>  # 容器要在主机上公开的端口,如果设置,主机上只能运行容器的一个副本(一般省略)
hostIP                  <string>   # 要将外部端口绑定到的主机IP(一般省略)
protocol               <string>   # 端口协议。必须是UDP、TCP或SCTP。默认为"TCP”。

接下来,创建pod-ports.yaml

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

访问容器中的程序需要使用的是`podIp:containerPort

资源配额resources

容器中的程序要运行,肯定是要占用一定资源的,比如cpu和内存等,如果不对某个容器的资源做限制,那么它就可能吃掉大量资源,导致其它容器无法运行。针对这种情况,kubernetes提供了对内存和cpu的资源进行配额的机制,这种机制主要通过resources选项实现,他有两个子选项:

  • limits:用于限制运行时容器的最大占用资源,当容器占用资源超过limits时会被终止,并进行重启
  • requests:用于设置容器需要的最小资源,如果环境资源不够,容器将无法启动

可以通过上面两个选项设置资源的上下限。
接下来,编写一个测试案例,创建pod-resources.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
 name: pod-resources
 namespace: dev
spec:
 containers:
 - name: nginx
   image: nginx:1.17.1
   resources:   # 资源配额
    limits:         # 限制资源(上限)
     cpu: "2"
     memory: "10Gi"
    request:    # 请求资源(下限)
     cpu: "1"
     memory: "10Mi"

<think>嗯,用户想了解KubernetesK8S)的学习,首先我得考虑他们的背景。可能是个刚接触容器技术的开发者,或者是有一定运维经验的人士?不管怎样,得从基础开始讲起,确保他们理解K8S的核心概念。 首先得解释K8S是什么,为什么重要。然后分阶段学习,这样用户有明确的路径。第一阶段应该是基础,包括容器Docker,毕竟K8S容器编排工具。然后介绍K8S的架构,组件如Master Node、Worker Node,这些关键部分得讲清楚,不然之后的使用会困惑。 接下来是核心概念,比如Pod、Service、Deployment这些资源对象。用户需要知道它们的作用和区别。可能还需要简单演示一个部署应用的例子,用YAML文件,这样他们能直观看到怎么操作。 第二阶段深入,得覆盖网络、存储、配置管理。这部分比较难,比如Service和Ingress的区别,Persistent Volume的作用。用户可能会在这里遇到问题,需要详细说明。 第三阶段是高级主题,比如自动伸缩、监控、安全。这时候用户已经有一定基础,可以学习如何优化和保障集群安全。同时,生态工具如Helm、Prometheus也是必须的,这些工具能提升效率。 实践建议部分,搭建实验环境很重要,MiniKube和K3s适合本地学习。官方文档和社区资源是宝贵的学习资料,推荐他们多参与社区,解决问题。持续实践是关键,通过项目来巩固知识。 最后,学习资源推荐官方文档、书籍和在线课程,覆盖不同学习偏好的人。可能用户需要这些资源来进一步自学。 需要注意避免使用复杂术语,保持解释简单明了。同时,检查是否所有技术名词都正确,比如确保K8S架构的组件名称准确,YAML示例语法正确。另外,用户可能对某些概念混淆,比如Pod容器的关系,需要明确说明。 总之,结构要清晰,分阶段引导,结合理论和实践,帮助用户逐步掌握K8S。确保回答逻辑顺畅,覆盖用户可能关心的各个方面,并激发他们继续学习的兴趣。</think>### KubernetesK8S学习指南 Kubernetes(简称K8S)是一个开源的容器编排平台,用于自动化容器化应用的部署、扩展和管理。它是云原生生态系统的核心组件,适用于构建可扩展、高可用的分布式系统。以下是学习K8S的逐步指导: --- #### **第一阶段:基础概念** 1. **容器技术基础** - 先决条件:理解容器(如Docker)的概念,包括镜像、容器、仓库等。 - 学习目标:掌握容器生命周期管理、镜像构建(Dockerfile)及容器网络/存储配置。 2. **K8S核心架构** - **Master Node**:负责集群管理,包含以下组件: - **API Server**:集群操作的入口。 - **Scheduler**:分配Pod到Node。 - **Controller Manager**:维护集群状态(如副本数、节点故障恢复)。 - **etcd**:分布式键值存储,保存集群所有配置数据。 - **Worker Node**:运行容器化应用,包含: - **Kubelet**:与Master通信,管理Pod生命周期。 - **Kube Proxy**:处理网络规则和负载均衡。 - **容器运行时**(如Docker、containerd)。 3. **核心概念** - **Pod**:最小部署单元,包含一个或多个共享资源的容器。 - **Service**:定义如何访问一组Pod(如负载均衡、服务发现)。 - **Deployment**:声明式管理Pod副本和滚动更新。 - **Namespace**:逻辑隔离集群资源(如开发、测试环境)。 --- #### **第二阶段:核心操作与实践** 1. **集群部署** - 工具选择: - **Minikube**:本地单节点学习环境。 - **kubeadm**:生产级集群部署工具。 - **托管服务**(如AWS EKS、Google GKE)。 2. **YAML文件编写** - 语法规则:定义资源类型(如`Deployment`、`Service`)、元数据(`metadata`)、规格(`spec`)。 - 示例:部署一个Nginx应用 ```yaml apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: name: nginx-deployment spec: replicas: 3 selector: matchLabels: app: nginx template: metadata: labels: app: nginx spec: containers: - name: nginx image: nginx:latest ports: - containerPort: 80 ``` 3. **常用命令** - 查看资源:`kubectl get pods -n <namespace>` - 调试Pod:`kubectl logs <pod-name>` - 进入容器:`kubectl exec -it <pod-name> -- /bin/bash` --- #### **第三阶段:进阶主题** 1. **网络与存储** - **网络模型**:Pod间通信(CNI插件如Calico、Flannel)。 - **持久化存储**:`PersistentVolume(PV)`和`PersistentVolumeClaim(PVC)`。 2. **配置与密钥管理** - **ConfigMap**:存储非敏感配置(如环境变量)。 - **Secret**:加密存储敏感数据(如密码、证书)。 3. **自动扩展与监控** - **HPA(Horizontal Pod Autoscaler)**:基于CPU/内存指标自动扩展Pod。 - **监控工具**:Prometheus + Grafana监控集群状态。 4. **安全机制** - **RBAC(基于角色的访问控制)**:限制用户/服务的权限。 - **Pod安全策略**:定义Pod运行的安全约束。 --- #### **学习资源推荐** 1. **官方文档** - [Kubernetes官方文档](https://kubernetes.io/docs/home/):最权威的学习指南。 2. **书籍** - 《Kubernetes权威指南》 - 《Kubernetes in Action》 3. **在线课程** - Coursera:[Google Cloud Fundamentals: Core Infrastructure](https://www.coursera.org/) - Udemy:[Kubernetes for the Absolute Beginners](https://www.udemy.com/) --- #### **实践建议** 1. **动手实验** - 使用Minikube搭建本地集群,尝试部署多类型应用(如Web服务、数据库)。 2. **参与社区** - 关注GitHub上的K8S项目,参与SIG(特别兴趣小组)讨论。 3. **项目实战** - 尝试将现有应用容器化并通过K8S管理,逐步优化为高可用架构。 通过系统性学习和持续实践,可以逐步掌握K8S的核心能力,适应云原生开发与运维的需求。
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