Kubernetes：重塑现代云原生应用的基石
系列文章目录
第一章： Kubernetes 简介及部署方法
第二章：K8S集群环境搭建
第三章：k8s中控制器的使用
前言
在当今快速演进的软件技术 landscape 中，Kubernetes 已从一个新兴工具成长为支撑全球无数关键业务的容器编排标准。它不仅改变了我们构建、部署和管理应用程序的方式，更成为云原生计算的核心引擎。本文将带你深入理解 Kubernetes 的本质、核心组件及其为何如此重要。
一、Kubernetes 简介及部署方法
1 应用部署方式演变
在部署应用程序的方式上，主要经历了三个阶段：
传统部署：互联网早期，会直接将应用程序部署在物理机上
优点：简单，不需要其它技术的参与
缺点：不能为应用程序定义资源使用边界，很难合理地分配计算资源，而且程序之间容易产生影响
虚拟化部署：可以在一台物理机上运行多个虚拟机，每个虚拟机都是独立的一个环境
优点：程序环境不会相互产生影响，提供了一定程度的安全性
缺点：增加了操作系统，浪费了部分资源
容器化部署：与虚拟化类似，但是共享了操作系统
容器化部署方式给带来很多的便利，但是也会出现一些问题，比如说：
一个容器故障停机了，怎么样让另外一个容器立刻启动去替补停机的容器
当并发访问量变大的时候，怎么样做到横向扩展容器数量
2 容器编排应用
为了解决这些容器编排问题，就产生了一些容器编排的软件：
Swarm：Docker自己的容器编排工具
Mesos：Apache的一个资源统一管控的工具，需要和Marathon结合使用
Kubernetes：Google开源的的容器编排工具
3 kubernetes 简介
- 在Docker 作为高级容器引擎快速发展的同时，在Google内部，容器技术已经应用了很多年
- Borg系统运行管理着成千上万的容器应用。
- Kubernetes项目来源于Borg，可以说是集结了Borg设计思想的精华，并且吸收了Borg系统中的经验和教训。
- Kubernetes对计算资源进行了更高层次的抽象，通过将容器进行细致的组合，将最终的应用服务交给用户。
kubernetes的本质是一组服务器集群，它可以在集群的每个节点上运行特定的程序，来对节点中的容器进行管理。目的是实现资源管理的自动化，主要提供了如下的主要功能：
- **自我修复**：一旦某一个容器崩溃，能够在1秒中左右迅速启动新的容器
- **弹性伸缩**：可以根据需要，自动对集群中正在运行的容器数量进行调整
- **服务发现**：服务可以通过自动发现的形式找到它所依赖的服务
- **负载均衡**：如果一个服务起动了多个容器，能够自动实现请求的负载均衡
- **版本回退**：如果发现新发布的程序版本有问题，可以立即回退到原来的版本
- **存储编排**：可以根据容器自身的需求自动创建存储卷
4 K8S的设计架构
1.4.1 K8S各个组件用途
一个kubernetes集群主要是由**控制节点(master)**、**工作节点(node)**构成，每个节点上都会安装不同的组件
**1 master：集群的控制平面，负责集群的决策**
- ApiServer : 资源操作的唯一入口，接收用户输入的命令，提供认证、授权、API注册和发现等机制
- Scheduler : 负责集群资源调度，按照预定的调度策略将Pod调度到相应的node节点上
- ControllerManager : 负责维护集群的状态，比如程序部署安排、故障检测、自动扩展、滚动更新等
- Etcd ：负责存储集群中各种资源对象的信息
**2 node：集群的数据平面，负责为容器提供运行环境**
- kubelet：负责维护容器的生命周期，同时也负责Volume（CVI）和网络（CNI）的管理
- Container runtime：负责镜像管理以及Pod和容器的真正运行（CRI）
- kube-proxy：负责为Service提供cluster内部的服务发现和负载均衡
1.4.2 K8S 各组件之间的调用关系
当我们要运行一个web服务时
1. kubernetes环境启动之后，master和node都会将自身的信息存储到etcd数据库中
2. web服务的安装请求会首先被发送到master节点的apiServer组件
3. apiServer组件会调用scheduler组件来决定到底应该把这个服务安装到哪个node节点上
在此时，它会从etcd中读取各个node节点的信息，然后按照一定的算法进行选择，并将结果告知apiServer
4. apiServer调用controller-manager去调度Node节点安装web服务
5. kubelet接收到指令后，会通知docker，然后由docker来启动一个web服务的pod
6. 如果需要访问web服务，就需要通过kube-proxy来对pod产生访问的代理
1.4.3 K8S 的 常用名词感念
- **Master**：集群控制节点，每个集群需要至少一个master节点负责集群的管控
- **Node**：工作负载节点，由master分配容器到这些node工作节点上，然后node节点上的
- **Pod**：kubernetes的最小控制单元，容器都是运行在pod中的，一个pod中可以有1个或者多个容器
- **Controller**：控制器，通过它来实现对pod的管理，比如启动pod、停止pod、伸缩pod的数量等等
- **Service**：pod对外服务的统一入口，下面可以维护者同一类的多个pod
- **Label**：标签，用于对pod进行分类，同一类pod会拥有相同的标签
- **NameSpace**：命名空间，用来隔离pod的运行环境
1.4.4 k8S的分层架构
核心层：Kubernetes最核心的功能，对外提供API构建高层的应用，对内提供插件式应用执行环境
应用层：部署（无状态应用、有状态应用、批处理任务、集群应用等）和路由（服务发现、DNS解析等）
管理层：系统度量（如基础设施、容器和网络的度量），自动化（如自动扩展、动态Provision等）以及策略管理（RBAC、Quota、PSP、NetworkPolicy等）
接口层：kubectl命令行工具、客户端SDK以及集群联邦
生态系统：在接口层之上的庞大容器集群管理调度的生态系统，可以划分为两个范畴
Kubernetes外部：日志、监控、配置管理、CI、CD、Workflow、FaaS、OTS应用、ChatOps等
Kubernetes内部：CRI、CNI、CVI、镜像仓库、Cloud Provider、集群自身的配置和管理等
二 K8S集群环境搭建
2.1 k8s中容器的管理方式
K8S 集群创建方式有3种：
**centainerd**
默认情况下，K8S在创建集群时使用的方式
**docker**
Docker使用的普记录最高，虽然K8S在1.24版本后已经费力了kubelet对docker的支持，但时可以借助cri-docker方式来实现集群创建
**cri-o**
CRI-O的方式是Kubernetes创建容器最直接的一种方式，在创建集群的时候，需要借助于cri-o插件的方式来实现Kubernetes集群的创建。
2.2 k8s 集群部署
2.2.1 k8s 环境部署说明
K8S中文官网：https://kubernetes.io/zh-cn/
所有节点禁用selinux和防火墙
所有节点同步时间和解析
所有节点安装docker-ce
所有节点禁用swap，注意注释掉/etc/fstab文件中的定义
2.2.2 集群环境初始化
所有k8s集群节点执行以下步骤
2.2.2.1.所有禁用swap和本地解析
systemctl mask swap.target
]# swapoff -a
]# vim /etc/fstab
#
# /etc/fstab
# Created by anaconda on Sun Feb 19 17:38:40 2023
#
# Accessible filesystems, by reference, are maintained under '/dev/disk'
# See man pages fstab(5), findfs(8), mount(8) and/or blkid(8) for more info
#
/dev/mapper/rhel-root / xfs defaults 0 0
UUID=ddb06c77-c9da-4e92-afd7-53cd76e6a94a /boot xfs defaults 0 0
#/dev/mapper/rhel-swap swap swap defaults 0 0
/dev/cdrom /media iso9660 defaults 0 0
[root@k8s-master ~]# vim /etc/hosts
127.0.0.1 localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4
::1 localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6
172.25.254.100 k8s-master.timinglee.org
172.25.254.10 k8s-node1.timinglee.org
172.25.254.20 k8s-node2.timinglee.org
172.25.254.254 reg.timinglee.org2.2.2.2.安装所有docker
[root@k8s-master ~]# vim /etc/yum.repos.d/docker.repo
[docker]
name=docker
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/rhel/9/x86_64/stable/
gpgcheck=0
[root@k8s-master ~]# dnf install docker-ce -y2.2.2.3.所有节点设定docker的资源管理模式为systemd
[root@k8s-master ~]# vim /etc/docker/daemon.json
{
"registry-mirrors": ["https://reg.timinglee.org"],
"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
"log-driver": "json-file",
"log-opts": {
"max-size": "100m"
},
"storage-driver": "overlay2"
}2.2.2.4.所有阶段复制harbor仓库中的证书并启动docker
[root@k8s-master ~]# ls -l /etc/docker/certs.d/reg.timinglee.org/ca.crt
[root@k8s-master ~]# systemctl enable --now docker
#登陆harbor仓库
[root@k8s-master ~]# docker login reg.timinglee.org
[root@k8s-master ~]# docker info
Client: Docker Engine - Community
Version: 27.1.2
Context: default
Debug Mode: false
Plugins:
buildx: Docker Buildx (Docker Inc.)
Version: v0.16.2
Path: /usr/libexec/docker/cli-plugins/docker-buildx
compose: Docker Compose (Docker Inc.)
Version: v2.29.1
Path: /usr/libexec/docker/cli-plugins/docker-compose
Server:
Containers: 0
Running: 0
Paused: 0
Stopped: 0
Images: 0
Server Version: 27.1.2
Storage Driver: overlay2
Backing Filesystem: xfs
Supports d_type: true
Using metacopy: false
Native Overlay Diff: true
userxattr: false
Logging Driver: json-file
Cgroup Driver: systemd #资源管理更改为systemd
Cgroup Version: 2
Plugins:
Volume: local
Network: bridge host ipvlan macvlan null overlay
Log: awslogs fluentd gcplogs gelf journald json-file local splunk syslog
Swarm: inactive
Runtimes: io.containerd.runc.v2 runc
Default Runtime: runc
Init Binary: docker-init
containerd version: 8fc6bcff51318944179630522a095cc9dbf9f353
runc version: v1.1.13-0-g58aa920
init version: de40ad0
Security Options:
seccomp
Profile: builtin
cgroupns
Kernel Version: 5.14.0-427.13.1.el9_4.x86_64
Operating System: Red Hat Enterprise Linux 9.4 (Plow)
OSType: linux
Architecture: x86_64
CPUs: 1
Total Memory: 736.3MiB
Name: k8s-master.timinglee.org
ID: f3c291bf-287d-4cf6-8e69-5f21c79fa7c6
Docker Root Dir: /var/lib/docker
Debug Mode: false
Experimental: false
Insecure Registries:
127.0.0.0/8
Registry Mirrors:
https://reg.westos.org/ #认证harbor仓库
Live Restore Enabled: false2.2.2.5 安装K8S部署工具
#部署软件仓库，添加K8S源
[root@k8s-master ~]# vim /etc/yum.repos.d/k8s.repo
[k8s]
name=k8s
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes-new/core/stable/v1.30/rpm
gpgcheck=0
#安装软件
[root@k8s-master ~]# dnf install kubelet-1.30.0 kubeadm-1.30.0 kubectl-1.30.0 -y2.2.2.6 设置kubectl命令补齐功能
[root@k8s-master ~]# dnf install bash-completion -y
[root@k8s-master ~]# echo "source <(kubectl completion bash)" >> ~/.bashrc
[root@k8s-master ~]# source ~/.bashrc2.2.2.7 在所节点安装cri-docker
k8s从1.24版本开始移除了dockershim，所以需要安装cri-docker插件才能使用docker
软件下载：https://github.com/Mirantis/cri-dockerd
[root@k8s-master ~]# dnf install libcgroup-0.41-19.el8.x86_64.rpm \
> cri-dockerd-0.3.14-3.el8.x86_64.rpm -y
[root@k8s-master ~]# vim /lib/systemd/system/cri-docker.service
[Unit]
Description=CRI Interface for Docker Application Container Engine
Documentation=https://docs.mirantis.com
After=network-online.target firewalld.service docker.service
Wants=network-online.target
Requires=cri-docker.socket
[Service]
Type=notify
#指定网络插件名称及基础容器镜像
ExecStart=/usr/bin/cri-dockerd --container-runtime-endpoint fd:// --network-plugin=cni --pod-infra-container-image=reg.timinglee.org/k8s/pause:3.9
ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
TimeoutSec=0
RestartSec=2
Restart=always
[root@k8s-master ~]# systemctl daemon-reload
[root@k8s-master ~]# systemctl start cri-docker
[root@k8s-master ~]# ll /var/run/cri-dockerd.sock
srw-rw---- 1 root docker 0 8月 26 22:14 /var/run/cri-dockerd.sock #cri-dockerd的套接字文件2.2.2.8 在master节点拉取K8S所需镜像
#拉取k8s集群所需要的镜像
[root@k8s-master ~]# kubeadm config images pull \
--image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
--kubernetes-version v1.30.0 \
--cri-socket=unix:///var/run/cri-dockerd.sock
#上传镜像到harbor仓库
[root@k8s-master ~]# docker images | awk '/google/{ print $1":"$2}' \
| awk -F "/" '{system("docker tag "$0" reg.timinglee.org/k8s/"$3)}'
[root@k8s-master ~]# docker images | awk '/k8s/{system("docker push "$1":"$2)}' 2.2.2.9 集群初始化
#启动kubelet服务
[root@k8s-master ~]# systemctl status kubelet.service
#执行初始化命令
[root@k8s-master ~]# kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
--image-repository reg.timinglee.org/k8s \
--kubernetes-version v1.30.0 \
--cri-socket=unix:///var/run/cri-dockerd.sock
#指定集群配置文件变量
[root@k8s-master ~]# echo "export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf" >> ~/.bash_profile
#当前节点没有就绪，因为还没有安装网络插件，容器没有运行
[root@k8s-master ~]# kubectl get node
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
k8s-master.timinglee.org NotReady control-plane 4m25s v1.30.0
root@k8s-master ~]# kubectl get pod -A
NAMESPACE NAME READY STATUS RESTARTS AGE
kube-system coredns-647dc95897-2sgn8 0/1 Pending 0 6m13s
kube-system coredns-647dc95897-bvtxb 0/1 Pending 0 6m13s
kube-system etcd-k8s-master.timinglee.org 1/1 Running 0 6m29s
kube-system kube-apiserver-k8s-master.timinglee.org 1/1 Running 0 6m30s
kube-system kube-controller-manager-k8s-master.timinglee.org 1/1 Running 0 6m29s
kube-system kube-proxy-fq85m 1/1 Running 0 6m14s
kube-system kube-scheduler-k8s-master.timinglee.org 1/1 Running 0 6m29s在此阶段如果生成的集群token找不到了可以重新生成
[root@k8s-master ~]# kubeadm token create --print-join-command
kubeadm join 172.25.254.100:6443 --token 5hwptm.zwn7epa6pvatbpwf --discovery-token-ca-cert-hash sha256:52f1a83b70ffc8744db5570288ab51987ef2b563bf906ba4244a300f61e9db232.2.2.10 安装flannel网络插件
#下载flannel的yaml部署文件
[root@k8s-master ~]# wget https://github.com/flannel-io/flannel/releases/latest/download/kube-flannel.yml
#下载镜像：
[root@k8s-master ~]# docker pull docker.io/flannel/flannel:v0.25.5
[root@k8s-master ~]# docekr docker.io/flannel/flannel-cni-plugin:v1.5.1-flannel1
#上传镜像到仓库
[root@k8s-master ~]# docker tag flannel/flannel:v0.25.5 \
reg.timinglee.org/flannel/flannel:v0.25.5
[root@k8s-master ~]# docker push reg.timinglee.org/flannel/flannel:v0.25.5
[root@k8s-master ~]# docker tag flannel/flannel-cni-plugin:v1.5.1-flannel1 \
reg.timinglee.org/flannel/flannel-cni-plugin:v1.5.1-flannel1
[root@k8s-master ~]# docker push reg.timinglee.org/flannel/flannel-cni-plugin:v1.5.1-flannel1
#编辑kube-flannel.yml 修改镜像下载位置
[root@k8s-master ~]# vim kube-flannel.yml
#需要修改以下几行
[root@k8s-master ~]# grep -n image kube-flannel.yml
146: image: reg.timinglee.org/flannel/flannel:v0.25.5
173: image: reg.timinglee.org/flannel/flannel-cni-plugin:v1.5.1-flannel1
184: image: reg.timinglee.org/flannel/flannel:v0.25.5
#安装flannel网络插件
[root@k8s-master ~]# kubectl apply -f kube-flannel.yml2.2.2.11 节点扩容
在所有的worker节点中
1 确认部署好以下内容
2 禁用swap
3 安装：
- kubelet-1.30.0
- kubeadm-1.30.0
- kubectl-1.30.0
- docker-ce
- cri-dockerd
4 修改cri-dockerd启动文件添加
- --network-plugin=cni
- --pod-infra-container-image=reg.timinglee.org/k8s/pause:3.9
5 启动服务
- kubelet.service
- cri-docker.service
以上信息确认完毕后即可加入集群
[root@k8s-node1 & 2 ~]# kubeadm join 172.25.254.100:6443 --token 5hwptm.zwn7epa6pvatbpwf --discovery-token-ca-cert-hash sha256:52f1a83b70ffc8744db5570288ab51987ef2b563bf906ba4244a300f61e9db23 --cri-socket=unix:///var/run/cri-dockerd.sock在master阶段中查看所有node的状态
[root@k8s-master ~]# kubectl get nodes
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
k8s-master.timinglee.org Ready control-plane 98m v1.30.0
k8s-node1.timinglee.org Ready <none> 21m v1.30.0
k8s-node2.timinglee.org Ready <none> 21m v1.30.0所有阶段的STATUS为**Ready**状态，那么恭喜你，你的kubernetes就装好了！！
测试集群运行情况
#建立一个pod
[root@k8s-master ~]# kubectl run test --image nginx
#查看pod状态
[root@k8s-master ~]# kubectl get pods
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
test 1/1 Running 0 6m29s
#删除pod
root@k8s-master ~]# kubectl delete pod三、k8s中控制器的使用
1.什么是控制器
官方文档：
https://v1-30.docs.kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/workloads/controllers/
控制器也是管理pod的一种手段
- 自主式pod：pod退出或意外关闭后不会被重新创建
- 控制器管理的 Pod：在控制器的生命周期里，始终要维持 Pod 的副本数目
Pod控制器是管理pod的中间层，使用Pod控制器之后，只需要告诉Pod控制器，想要多少个什么样的Pod就可以了，它会创建出满足条件的Pod并确保每一个Pod资源处于用户期望的目标状态。如果Pod资源在运行中出现故障，它会基于指定策略重新编排Pod
当建立控制器后，会把期望值写入etcd，k8s中的apiserver检索etcd中我们保存的期望状态，并对比pod的当前状态，如果出现差异代码自驱动立即恢复
2、控制器常用类型
3、replicaset控制器
3.1 replicaset功能
- ReplicaSet 是下一代的 Replication Controller，官方推荐使用ReplicaSet
- ReplicaSet和Replication Controller的唯一区别是选择器的支持，ReplicaSet支持新的基于集合的选择器需求
- ReplicaSet 确保任何时间都有指定数量的 Pod 副本在运行
- 虽然 ReplicaSets 可以独立使用，但今天它主要被Deployments 用作协调 Pod 创建、删除和更新的机制
3.2 replicaset参数说明
3.3 replicaset 示例
#生成yml文件
[root@k8s-master ~]# kubectl create deployment replicaset --image myapp:v1 --dry-run=client -o yaml > replicaset.yml
[root@k8s-master ~]# vim replicaset.yml
apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
name: replicaset #指定pod名称，一定小写，如果出现大写报错
spec:
replicas: 2 #指定维护pod数量为2
selector: #指定检测匹配方式
matchLabels: #指定匹配方式为匹配标签
app: myapp #指定匹配的标签为app=myapp
template: #模板，当副本数量不足时，会根据下面的模板创建pod副本
metadata:
labels:
app: myapp
spec:
containers:
- image: myapp:v1
name: myapp
[root@k8s-master ~]# kubectl apply -f replicaset.yml
replicaset.apps/replicaset created
[root@k8s-master ~]# kubectl get pods --show-labels
NAME READY STATUS RESTARTS AGE LABELS
replicaset-l4xnr 1/1 Running 0 96s app=myapp
replicaset-t2s5p 1/1 Running 0 96s app=myapp
#replicaset是通过标签匹配pod
[root@k8s-master ~]# kubectl label pod replicaset-l4xnr app=timinglee --overwrite
pod/replicaset-l4xnr labeled
[root@k8s-master ~]# kubectl get pods --show-labels
NAME READY STATUS RESTARTS AGE LABELS
replicaset-gd5fh 1/1 Running 0 2s app=myapp #新开启的pod
replicaset-l4xnr 1/1 Running 0 3m19s app=timinglee
replicaset-t2s5p 1/1 Running 0 3m19s app=myapp
#恢复标签后
[root@k8s2 pod]# kubectl label pod replicaset-example-q2sq9 app-
[root@k8s2 pod]# kubectl get pod --show-labels
NAME READY STATUS RESTARTS AGE LABELS
replicaset-example-q2sq9 1/1 Running 0 3m14s app=nginx
replicaset-example-th24v 1/1 Running 0 3m14s app=nginx
replicaset-example-w7zpw 1/1 Running 0 3m14s app=nginx
#replicaset自动控制副本数量，pod可以自愈
[root@k8s-master ~]# kubectl delete pods replicaset-t2s5p
pod "replicaset-t2s5p" deleted
[root@k8s-master ~]# kubectl get pods --show-labels
NAME READY STATUS RESTARTS AGE LABELS
replicaset-l4xnr 1/1 Running 0 5m43s app=myapp
replicaset-nxmr9 1/1 Running 0 15s app=myapp
回收资源
[root@k8s2 pod]# kubectl delete -f rs-example.yml4、deployment 控制器
4.1 deployment控制器的功能
- 为了更好的解决服务编排的问题，kubernetes在V1.2版本开始，引入了Deployment控制器。
- Deployment控制器并不直接管理pod，而是通过管理ReplicaSet来间接管理Pod
- Deployment管理ReplicaSet，ReplicaSet管理Pod
- Deployment 为 Pod 和 ReplicaSet 提供了一个申明式的定义方法
- 在Deployment中ReplicaSet相当于一个版本
典型的应用场景：
- 用来创建Pod和ReplicaSet
- 滚动更新和回滚
- 扩容和缩容
- 暂停与恢复
4.2 deployment控制器示例
#生成yaml文件
[root@k8s-master ~]# kubectl create deployment deployment --image myapp:v1 --dry-run=client -o yaml > deployment.yml
[root@k8s-master ~]# vim deployment.yml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: deployment
spec:
replicas: 4
selector:
matchLabels:
app: myapp
template:
metadata:
labels:
app: myapp
spec:
containers:
- image: myapp:v1
name: myapp
#建立pod
root@k8s-master ~]# kubectl apply -f deployment.yml
deployment.apps/deployment created
#查看pod信息
[root@k8s-master ~]# kubectl get pods --show-labels
NAME READY STATUS RESTARTS AGE LABELS
deployment-5d886954d4-2ckqw 1/1 Running 0 23s app=myapp,pod-template-hash=5d886954d4
deployment-5d886954d4-m8gpd 1/1 Running 0 23s app=myapp,pod-template-hash=5d886954d4
deployment-5d886954d4-s7pws 1/1 Running 0 23s app=myapp,pod-template-hash=5d886954d4
deployment-5d886954d4-wqnvv 1/1 Running 0 23s app=myapp,pod-template-hash=5d886954d44.2.1 版本迭代
[root@k8s-master ~]# kubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
deployment-5d886954d4-2ckqw 1/1 Running 0 2m40s 10.244.2.14 k8s-node2 <none> <none>
deployment-5d886954d4-m8gpd 1/1 Running 0 2m40s 10.244.1.17 k8s-node1 <none> <none>
deployment-5d886954d4-s7pws 1/1 Running 0 2m40s 10.244.1.16 k8s-node1 <none> <none>
deployment-5d886954d4-wqnvv 1/1 Running 0 2m40s 10.244.2.15 k8s-node2 <none> <none>
#pod运行容器版本为v1
[root@k8s-master ~]# curl 10.244.2.14
Hello MyApp | Version: v1 | <a href="hostname.html">Pod Name</a>
[root@k8s-master ~]# kubectl describe deployments.apps deployment
Name: deployment
Namespace: default
CreationTimestamp: Sun, 01 Sep 2024 23:19:10 +0800
Labels: <none>
Annotations: deployment.kubernetes.io/revision: 1
Selector: app=myapp
Replicas: 4 desired | 4 updated | 4 total | 4 available | 0 unavailable
StrategyType: RollingUpdate
MinReadySeconds: 0
RollingUpdateStrategy: 25% max unavailable, 25% max surge #默认每次更新25%
#更新容器运行版本
[root@k8s-master ~]# vim deployment.yml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: deployment
spec:
minReadySeconds: 5 #最小就绪时间5秒
replicas: 4
selector:
matchLabels:
app: myapp
template:
metadata:
labels:
app: myapp
spec:
containers:
- image: myapp:v2 #更新为版本2
name: myapp
[root@k8s2 pod]# kubectl apply -f deployment-example.yaml
#更新过程
[root@k8s-master ~]# watch - n1 kubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
deployment-5d886954d4-8kb28 1/1 Running 0 48s
deployment-5d886954d4-8s4h8 1/1 Running 0 49s
deployment-5d886954d4-rclkp 1/1 Running 0 50s
deployment-5d886954d4-tt2hz 1/1 Running 0 50s
deployment-7f4786db9c-g796x 0/1 Pending 0 0s
#测试更新效果
[root@k8s-master ~]# kubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
deployment-7f4786db9c-967fk 1/1 Running 0 10s 10.244.1.26 k8s-node1 <none> <none>
deployment-7f4786db9c-cvb9k 1/1 Running 0 10s 10.244.2.24 k8s-node2 <none> <none>
deployment-7f4786db9c-kgss4 1/1 Running 0 9s 10.244.1.27 k8s-node1 <none> <none>
deployment-7f4786db9c-qts8c 1/1 Running 0 9s 10.244.2.25 k8s-node2 <none> <none>
[root@k8s-master ~]# curl 10.244.1.26
Hello MyApp | Version: v2 | <a href="hostname.html">Pod Name</a>4.2.2 版本回滚
[root@k8s-master ~]# vim deployment.yml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: deployment
spec:
replicas: 4
selector:
matchLabels:
app: myapp
template:
metadata:
labels:
app: myapp
spec:
containers:
- image: myapp:v1 #回滚到之前版本
name: myapp
[root@k8s-master ~]# kubectl apply -f deployment.yml
deployment.apps/deployment configured
#测试回滚效果
[root@k8s-master ~]# kubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
deployment-5d886954d4-dr74h 1/1 Running 0 8s 10.244.2.26 k8s-node2 <none> <none>
deployment-5d886954d4-thpf9 1/1 Running 0 7s 10.244.1.29 k8s-node1 <none> <none>
deployment-5d886954d4-vmwl9 1/1 Running 0 8s 10.244.1.28 k8s-node1 <none> <none>
deployment-5d886954d4-wprpd 1/1 Running 0 6s 10.244.2.27 k8s-node2 <none> <none>
[root@k8s-master ~]# curl 10.244.2.26
Hello MyApp | Version: v1 | <a href="hostname.html">Pod Name</a>4.2.3 滚动更新策略
[root@k8s-master ~]# vim deployment.yml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: deployment
spec:
minReadySeconds: 5 #最小就绪时间，指定pod每隔多久更新一次
replicas: 4
strategy: #指定更新策略
rollingUpdate:
maxSurge: 1 #比定义pod数量多几个
maxUnavailable: 0 #比定义pod个数少几个
selector:
matchLabels:
app: myapp
template:
metadata:
labels:
app: myapp
spec:
containers:
- image: myapp:v1
name: myapp
[root@k8s2 pod]# kubectl apply -f deployment-example.yaml4.2.4 暂停及恢复
在实际生产环境中我们做的变更可能不止一处，当修改了一处后，如果执行变更就直接触发了
我们期望的触发时当我们把所有修改都搞定后一次触发
暂停，避免触发不必要的线上更新
[root@k8s2 pod]# kubectl rollout pause deployment deployment-example
[root@k8s2 pod]# vim deployment-example.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: deployment-example
spec:
minReadySeconds: 5
strategy:
rollingUpdate:
maxSurge: 1
maxUnavailable: 0
replicas: 6
selector:
matchLabels:
app: myapp
template:
metadata:
labels:
app: myapp
spec:
containers:
- name: myapp
image: nginx
resources:
limits:
cpu: 0.5
memory: 200Mi
requests:
cpu: 0.5
memory: 200Mi
[root@k8s2 pod]# kubectl apply -f deployment-example.yaml
#调整副本数，不受影响
[root@k8s-master ~]# kubectl describe pods deployment-7f4786db9c-8jw22
Name: deployment-7f4786db9c-8jw22
Namespace: default
Priority: 0
Service Account: default
Node: k8s-node1/172.25.254.10
Start Time: Mon, 02 Sep 2024 00:27:20 +0800
Labels: app=myapp
pod-template-hash=7f4786db9c
Annotations: <none>
Status: Running
IP: 10.244.1.31
IPs:
IP: 10.244.1.31
Controlled By: ReplicaSet/deployment-7f4786db9c
Containers:
myapp:
Container ID: docker://01ad7216e0a8c2674bf17adcc9b071e9bfb951eb294cafa2b8482bb8b4940c1d
Image: myapp:v2
Image ID: docker-pullable://myapp@sha256:5f4afc8302ade316fc47c99ee1d41f8ba94dbe7e3e7747dd87215a15429b9102
Port: <none>
Host Port: <none>
State: Running
Started: Mon, 02 Sep 2024 00:27:21 +0800
Ready: True
Restart Count: 0
Environment: <none>
Mounts:
/var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from kube-api-access-mfjjp (ro)
Conditions:
Type Status
PodReadyToStartContainers True
Initialized True
Ready True
ContainersReady True
PodScheduled True
Volumes:
kube-api-access-mfjjp:
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 6m22s default-scheduler Successfully assigned default/deployment-7f4786db9c-8jw22 to k8s-node1
Normal Pulled 6m22s kubelet Container image "myapp:v2" already present on machine
Normal Created 6m21s kubelet Created container myapp
Normal Started 6m21s kubelet Started container myapp
#但是更新镜像和修改资源并没有触发更新
[root@k8s2 pod]# kubectl rollout history deployment deployment-example
deployment.apps/deployment-example
REVISION CHANGE-CAUSE
3 <none>
4 <none>
#恢复后开始触发更新
[root@k8s2 pod]# kubectl rollout resume deployment deployment-example
[root@k8s2 pod]# kubectl rollout history deployment deployment-example
deployment.apps/deployment-example
REVISION CHANGE-CAUSE
3 <none>
4 <none>
5 <none>
#回收
[root@k8s2 pod]# kubectl delete -f deployment-example.yaml总结
搭建 Kubernetes 集群有多种方式，从用于学习和开发的 Minikube，到官方推荐的快速部署工具 Kubeadm，再到适合生产环境的二进制包高可用部署。生产环境通常需要考虑控制平面的高可用、网络安全、存储管理以及监控日志等方方面面。
Kubernetes 的成功也催生了一个庞大的生态系统。从容器网络接口（CNI）插件如 Calico、Flannel，到服务网格 Istio，再到监控方案 Prometheus 和日志收集 ELK/EFK，这些工具共同构建了一个强大的云原生技术栈，极大地减轻了开发者在公有云和私有云上运行应用的负担。
总而言之，Kubernetes 已经成为现代应用架构的事实标准。它通过强大的抽象层，将底层基础设施的复杂性封装起来，让开发者可以更专注于业务逻辑本身。随着云原生理念的不断深入，Kubernetes 将继续引领应用交付和运维方式的变革。
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