k8s入门

使用k8s官方的交互式教程学习k8s，记录一下学习内容。

官方教程地址：https://kubernetes.io/docs/tutorials/kubernetes-basics/

第一节 创建集群

Kubernetes 集群

Kubernetes 协调一个高度可用的计算机集群，这些计算机连接起来作为一个单元工作。Kubernetes 以更有效的方式在集群中自动分配和调度应用程序容器。

Kubernetes 集群由两种类型的资源组成：控制平面和节点。控制平面负责管理集群。节点是在 Kubernetes 集群中充当工作机器的虚拟机或物理计算机，用于运行应用程序。

minikube

Minikube 是一种轻量级的 Kubernetes 实现，它在本地机器上创建一个 VM，并部署一个仅包含一个节点的简单集群。Minikube 适用于 Linux、macOS 和 Windows 系统。Minikube CLI 提供用于处理集群的基本引导操作，包括启动、停止、状态和删除。非常适合作为Kubernetes入门，或开发测试环境使用。

查看minikube版本

minikube version

启动集群

minikube start

kubectl

管理Kubernetes集群的命令行工具

查看kubectl版本

kubectl version

查看集群详细信息

kubectl cluster-info

查看集群中的节点

kubectl get nodes

第二节 部署应用

Pod

Pod 是可以在 Kubernetes 中创建和管理的、最小的可部署的计算单元。

就 Docker 概念的术语而言，Pod 类似于共享名字空间和文件系统卷的一组 Docker 容器。

部署应用

指定部署名称和应用程序映像位置（包括托管在 Docker 中心之外的映像的完整存储库 URL）。

kubectl create deployment kubernetes-bootcamp --image=gcr.io/google-samples/kubernetes-bootcamp:v1

查看部署

kubectl get deployments

查看应用程序

在 Kubernetes 内部运行的 Pod 运行在一个私有的、隔离的网络上。默认情况下，它们在同一 kubernetes 集群内的其他 pod 和服务中可见，但在该网络之外不可见。当我们使用 kubectl 时，我们通过 API 端点进行交互以与我们的应用程序进行通信。

打开第二个终端运行代理

kubectl proxy

现在我们的主机（在线终端）和 Kubernetes 集群之间建立了连接。代理允许从这些终端直接访问 API。

通过API查询版本

curl http://localhost:8001/version

通过API访问Pod

export POD_NAME=$(kubectl get pods -o go-template --template '{{range .items}}{{.metadata.name}}{{"\n"}}{{end}}')
echo Name of the Pod: $POD_NAME
curl http://localhost:8001/api/v1/namespaces/default/pods/$POD_NAME/

第三节 探索应用

Pod

Pod 是一组一个或多个应用程序容器（例如 Docker），以及这些容器的一些共享资源。这些资源包括：

• 共享存储，比如卷
• 网络，比如唯一的集群 IP 地址
• 有关如何运行每个容器的信息，比如容器镜像版本或要使用的特定端口

Pod 为特定于应用程序的“逻辑主机”建模，并且可以包含相对紧密耦合的不同应用程序容器。例如，一个 Pod 可能既包含您的 Node.js 应用程序的容器，也包含一个不同的容器，该容器提供要由 Node.js 网络服务器发布的数据。Pod 中的容器共享 IP 地址和端口空间，始终位于同一位置和协同调度，并在同一节点上的共享上下文中运行。

Pod 是 Kubernetes 平台上的原子单元。当我们在 Kubernetes 上创建 Deployment 时，该 Deployment 会创建带有容器的 Pod（而不是直接创建容器）。每个 Pod 都绑定到它被调度的节点，并保持在那里直到终止（根据重启策略）或删除。如果节点发生故障，相同的 Pod 会被安排在集群中的其他可用节点上。

Node

Pod 总是在Node上运行。Node 是 Kubernetes 中的工作机器，可以是虚拟机或物理机，具体取决于集群。每个节点都由控制平面管理。一个节点可以有多个 Pod，Kubernetes 控制平面会自动处理跨集群中节点的 Pod 调度。控制平面的自动调度会考虑每个节点上的可用资源。

每个 Kubernetes 节点至少运行：

• Kubelet，一个负责 Kubernetes 控制平面和 Node 之间通信的进程；它管理在机器上运行的 Pod 和容器。
• 容器运行环境（如 Docker）负责从注册表中拉取容器镜像、解包容器并运行应用程序。

使用 kubectl 进行故障排除

kubectl的常见操作：

• kubectl get - 列出资源
• kubectl describe - 显示有关资源的详细信息
• kubectl logs - 从 pod 中的容器打印日志
• kubectl exec - 在 pod 中的容器上执行命令

查看应用程序配置

查看pod

kubectl get pods

查看pod详细信息

详细信息包括但不限于：Pod 的IP地址、使用的端口、Pod 中的容器、用于构建这些容器的镜像、与 Pod 生命周期相关的事件列表。

kubectl describe pods

查看应用程序的输出

curl http://localhost:8001/api/v1/namespaces/default/pods/$POD_NAME/proxy/

查看容器的日志

应用程序通常发送到 STDOUT 的任何内容都会成为 Pod 内容器的日志。 我们可以使用 kubectl logs 命令检索这些日志

kubectl logs $POD_NAME

在容器中执行命令

在容器中执行env命令

kubectl exec $POD_NAME -- env

在容器中启动一个 bash 会话

kubectl exec -ti $POD_NAME -- bash

查看应用的代码源文件

cat server.js

访问应用

curl localhost:8080

第四节 使用服务公开应用

Kubernetes Pod 是转瞬即逝的。 Pod 实际上拥有生命周期。 当一个工作 Node 挂掉后, 在 Node 上运行的 Pod 也会消亡。

Kubernetes 中的服务(Service)是一种抽象概念，它定义了 Pod 的逻辑集和访问 Pod 的协议。Service 下的一组 Pod 通常由 LabelSelector 来标记。

尽管每个 Pod 都有一个唯一的 IP 地址，但是如果没有 Service ，这些 IP 不会暴露在群集外部。Service 允许您的应用程序接收流量。Service 也可以用在 ServiceSpec 标记type的方式暴露

• ClusterIP (默认) - 在集群的内部 IP 上公开 Service 。这种类型使得 Service 只能从集群内访问。
• NodePort - 使用 NAT 在集群中每个选定 Node 的相同端口上公开 Service 。使用<NodeIP>:<NodePort> 从集群外部访问 Service。是 ClusterIP 的超集。
• LoadBalancer - 在当前云中创建一个外部负载均衡器(如果支持的话)，并为 Service 分配一个固定的外部IP。是 NodePort 的超集。
• ExternalName - 通过返回带有该名称的 CNAME 记录，使用任意名称(由 spec 中的externalName指定)公开 Service。不使用代理。这种类型需要kube-dns的v1.7或更高版本。

创建新的服务

查看服务

kubectl get services

创建新服务将应用公开到外部

kubectl expose deployment/kubernetes-bootcamp --type="NodePort" --port 8080

查看打开的端口

kubectl describe services/kubernetes-bootcamp

访问应用

设置NODE_PORT环境变量

export NODE_PORT=$(kubectl get services/kubernetes-bootcamp -o go-template='{{(index .spec.ports 0).nodePort}}')
echo NODE_PORT=$NODE_PORT

用curl测试应用程序是否暴露在集群之外

curl $(minikube ip):$NODE_PORT

使用标签

查看pod的标签

Deployment 自动为我们的 Pod 创建了一个标签。 使用 describe deployment 命令，可以看到标签的名称

kubectl describe deployment

使用标签来查询 Pod

kubectl get pods -l app=kubernetes-bootcamp

使用标签来查询 Service

kubectl get services -l app=kubernetes-bootcamp

添加新标签

设置POD_NAME环境变量

export POD_NAME=$(kubectl get pods -o go-template --template '{{range .items}}{{.metadata.name}}{{"\n"}}{{end}}')
echo Name of the Pod: $POD_NAME

添加version标签

kubectl label pods $POD_NAME version=v1

查看pod的标签

kubectl describe pods $POD_NAME

使用version标签来查询 Pod

kubectl get pods -l version=v1

删除服务

kubectl delete service -l app=kubernetes-bootcamp

确认服务已经删除

kubectl get services

确认路由不再公开

curl $(minikube ip):$NODE_PORT

确认应用程序仍然在 pod 内运行

kubectl exec -ti $POD_NAME -- curl localhost:8080