2021了，还不会Kubernetes吗系列文章（二）—— 基础篇

1. Kubernetes 介绍

Master 是控制节点,负责编排、管理、调度用户提交的作业
- 负责 API 服务的kube-apiserver
- 负责调度的kube-scheduler
- 负责容器编排的kube-controller-manager
- kube-apiserver会处理集群的持久化数据并保存在etcd中
Node 是计算节点
- CRI(Container Runtime Interface)的远程调用接口，这个接口定义了容器运行时的各项核心操作
- OCI(Open Container Initiative) 容器运行时通过 OCI 同底层的 Linux 操作系统进行交互
- 设备插件是用来管理宿主机物理设备的组件
- gRPC是可以在任何环境中运行的现代开源高性能 RPC 框架
- RPC 是指远程过程调用，也就是说两台服务器 A，B，一个应用部署在 A 服务器上，想要调用 B 服务器上应用提供的函数/方法，由于不在一个内存空间，不能直接调用，需要通过网络来表达调用的语义和传达调用的数据

1.1 Pod

Pod 是 K8S 中最小的可调度单元（可操作/可部署单元）
它里面可以包含 1 个或者多个 Docker 容器
在 Pod 内的所有 Docker 容器，都会共享同一个网络、存储卷、端口映射规则
一个 Pod 拥有一个 IP,但这个 IP 会随着 Pod 的重启，创建，删除等跟着改变，所以不固定且不完全可靠,这也就是 Pod 的 IP 漂移问题。这个问题我们可以使用下面的 Service 去自动映射
Pod 是一个容器组，里面有很多容器，容器组内共享资源

pod

1.2 deployment

希望批量启动和管理多个 Pod 实例，就可以使用 deployment

1.3 Service

有了 Pod 实例后就需要以固定的 IP 地址以负载均衡的方式访问多个 Pod 实例，就有了 Service

2.部署

2.1 编写配置文件

Kubernetes 最核心的设计理念就是声明式 API
声明式 API 可以用来描述容器化业务和容器间关系
apiversion

mkdir deployment && cd deployment
vim deployment-user-v1.yaml
apiVersion: apps/v1  #API 配置版本
kind: Deployment     #资源类型
metadata:
  name: user-v1     #资源名称
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: user-v1 #告诉deployment根据规则匹配相应的Pod进行控制和管理，matchLabels字段匹配Pod的label值
  replicas: 3 #声明一个 Pod,副本的数量
  template:
    metadata:
      labels:
        app: user-v1 #Pod的名称
    spec:   #组内创建的 Pod 信息
      containers:
      - name: nginx #容器的名称
        image: registry.cn-beijing.aliyuncs.com/zhangyaohuang/nginx:user-v1 #使用哪个镜像
        ports:
        - containerPort: 80 #容器内映射的端口

2.2 布署 Pod

kubectl apply 代表准备对资源进行配置
-f 等于 --filename 后面可以跟随多个配置文件

kubectl apply -f deployment-user-v1.yaml
deployment.apps/user-v1 created

想查看部署完毕后的 Pod 运行状态，当状态都是 Running 时，代表 Pod 运行正常
- name 是 Pod 的名称
- READY 为容器状态，格式为可用容器/所有容器数量
- STATUS 为 Pod 的运行状态
- RESTARTS 为重启数量
- AGE 为 Pod 运行时间

kubectl get pod
NAME                        READY   STATUS    RESTARTS   AGE
user-8445fbf8d7-6f6d7       0/1     ContainerCreating   0          13s
user-8445fbf8d7-nggzv       0/1     ContainerCreating   0          13s
user-8445fbf8d7-xfn52       0/1     ContainerCreating   0          13s

2.3 Service

deployment 是无状态的
deployment 并不会对 pod 进行网络通信和分发
Pod 的 IP 在运行时还会经常进行漂移且不固定
想访问服务需要使用 Service 组织统一的 Pod 访问入口
可以定义 Service 来进行统一组织 Pod 服务访问
负责自动调度和组织 deployment 中 Pod 的服务访问，由于自动映射 Pod 的 IP，同时也解决了 Pod 的 IP 漂移问题

service

2.3.1 配置文件

Kubernetes 的三种外部访问方式
NodePort 服务是引导外部流量到你的服务的最原始方式
NodePort 在所有节点上开放一个特定端口,任何发送到该端口的流量都被转发到对应服务

字段	说明
protocol	通信类型（TCP/UDP）
targetPort	原本 Pod 开放的端口
port	Kubernetes 容器之间互相访问的端口
type	NodePort，Service 的一种访问方式

user-service-v1.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: service-user-v1
spec:
  selector:
    app: user-v1
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 80
  type: NodePort

2.3.2 启动

kubectl apply -f user-service-v1.yaml
service/service-user-v1 created

查看当前的服务

kubectl get svc

可以在任何节点上访问

curl http://172.31.178.169:30859
curl http://172.31.178.170:30859

2.4 ingress

我们可能会根据请求路径前缀的匹配，权重，甚至根据 cookie/header 的值去访问不同的服务
为了达到这种负载均衡的效果，我们可以使用 kubernetes 的另一个组件ingress
ingress-nginx 是基于 nginx 的一个 ingress 实现。
可以实现正则匹配路径，流量转发，基于 cookie header 切分流量（灰度发布）

k8s-ingress

#wget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/controller-v0.34.1/deploy/static/provider/baremetal/deploy.yaml
wget http://img.golderbrother.cn/deploy.yml

vi deploy.yaml d$

  namespace: ingress-nginx
spec:
  type: NodePort
  ports:
    - name: http
      port: 80
      protocol: TCP
      targetPort: http
+     nodePort: 31234
    - name: https
      port: 443
      protocol: TCP
      targetPort: https
+     nodePort: 31235

+ image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/bin_x/nginx-ingress:v0.34.1@sha256:80359bdf124d49264fabf136d2aecadac729b54f16618162194356d3c78ce2fe

配置生效，拉取 ingress 镜像并自动布署 ingress
```
kubectl apply -f deploy.yaml
```
查看 pods 的部署状态
- -n 指定命名空间查询
- -l 指定 label 名称查询

kubectl -n ingress-nginx get svc
NAME                                 TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)                      AGE
ingress-nginx-controller             NodePort    10.108.109.94   <none>        80:31234/TCP,443:31235/TCP   16m
ingress-nginx-controller-admission   ClusterIP   10.106.43.59    <none>        443/TCP                      16m
kubectl -n ingress-nginx get svc
NAME                                 TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)                      AGE
ingress-nginx-controller             NodePort    10.108.109.94   <none>        80:31234/TCP,443:31235/TCP   17m
ingress-nginx-controller-admission   ClusterIP   10.106.43.59    <none>        443/TCP                      17m

ingress 服务的配置也是使用 yaml 文件进行管理
annotations 是 ingress 的主要配置项目，可以用来修改这些配置来修改 ingress 的行为。我们可以通过修改这些配置来实现灰度发布，跨域资源，甚至将 www.abc.com 重定向到 abc.com
rules 是 ingress 配置路径转发规则的地方,当我们去访问 /front 时， ingress 就会帮我们调度到 front-service-v1 这个 service 上面
- path 可以是一个路径字符串，也可以是一个正则表达式
- backend 则是 k8s 的 service 服务， serviceName 是服务名称， servicePort 是服务端口
backend 可以用来给 ingress 设置默认访问的 Service 服务。当请求不匹配 rules 中任何一条规则时，则会去走 backend 中的配置

vi ingress.yaml

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  name: nginx-ingress
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
    kubernetes.io/ingress.class: nginx
spec:
  rules:
  - http:
      paths:
       - path: /user
         backend:
          serviceName: user-service-v1
          servicePort: 80
       - path: /pay
         backend:
          serviceName: pay-service-v1
          servicePort: 80
  backend:
     serviceName: user-service-v1
     servicePort: 80
kubectl apply -f ./ingress.yaml
curl http://172.16.244.93:31234/user
curl http://172.16.244.94:31234/user
curl http://172.16.244.93:31234/pay
curl http://172.16.244.94:31234/pay
kubectl  describe   ingress

3.参考

3.1 查看

//查看当前的deployment
kubectl get deploy
//删除deploy 删除后ReplicateSet和pod也没有了
kubectl delete deploy nginx

//查看Replication Controller
kubectl get rc
//删除Replication Controller,删除后Pod也没有了
kubectl delete rc mysql

//查看pod
kubectl get pod
//删除pod
kubectl delete pod mysql-77w7z

//查看服务
kubectl get svc
//删除服务
kubectl delete service nginx

//查看pod详情
kubectl describe pod fail-1034443984-jerry

3.2 发布镜像

//登录阿里云Docker Registry
sudo docker login --username=hongqishiq@126.com registry.cn-beijing.aliyuncs.com
//从Registry中拉取镜像
docker pull registry.cn-beijing.aliyuncs.com/zhangyaohuang/zhangyaohuang:[镜像版本号]
//将镜像推送到Registry
docker login --username=hongqishiq@126.com registry.cn-beijing.aliyuncs.com
docker tag [ImageId] registry.cn-beijing.aliyuncs.com/zhangyaohuang/zhangyaohuang:[镜像版本号]
docker push registry.cn-beijing.aliyuncs.com/zhangyaohuang/zhangyaohuang:[镜像版本号]
docker login --username=hongqishiq@126.com registry.cn-beijing.aliyuncs.com
docker run -d -p 8080:80 nginx
docker exec -it 6764db063e37  bash
/usr/share/nginx/html
docker container commit -m"nginx-user-v1" -a"zhangyaohuang" 6764db063e37  registry.cn-beijing.aliyuncs.com/zhangyaohuang/nginx:user-v1
docker container commit -m"nginx-user-v2" -a"zhangyaohuang" 6764db063e37  registry.cn-beijing.aliyuncs.com/zhangyaohuang/nginx:user-v2
docker container commit -m"nginx-pay-v1" -a"zhangyaohuang" 6764db063e37  registry.cn-beijing.aliyuncs.com/zhangyaohuang/nginx:pay-v1
docker push registry.cn-beijing.aliyuncs.com/zhangyaohuang/http-probe:1.0.0

3.3 链接

Kubernetes 中文社区
kubectl Cheat Sheet
kubernetes.cheatsheet
namespacesKubernetes 支持多个虚拟集群，它们底层依赖于同一个物理集群。这些虚拟集群被称为命名空间

kubectl get ns