Kubernetes基础
Pod 容器组 是一个k8s中一个抽象的概念，用于存放一组 container（可包含一个或多个 container 容器，即图上正方体)，以及这些 container （容器）的一些共享资源。这些资源包括：共享存储，称为卷(Volumes)，即图上紫色圆柱网络，每个 Pod（容器组）在集群中有个唯一的 IP，pod（容器组）中的 container（容器）共享该IP地址container（容器）
一.k8s的概念
Kubernetes（简称 k8s）是一个开源的容器编排引擎，它可以自动化部署、扩展和管理容器化应用。它提供了强大的功能，如自动调度、弹性伸缩、服务发现、负载均衡等，使得容器化应用的部署和管理更加高效、可靠和便捷。通过 k8s，你可以轻松地在不同的环境中运行和管理大规模的容器化应用，提高开发和运维效率。
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
k8s各个组件及用途
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
k8s各组件之间的调用关系
当我们要运行一个web服务时：
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
web服务的安装请求会首先被发送到master节点的apiServer组件
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
apiServer调用controller-manager去调度Node节点安装web服务
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
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
k8s常用名词概念
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
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
Kubernetes 架构图
分层架构
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
接口层： kubectl 命令行工具、客户端 SDK 以及集群联邦
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）
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）
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
二.K8s部署说明
1、主机操作系统说明
| 序号 | 操作系统及版本 | |
|---|---|---|
| 1 | RHEL9 |
2、主机硬件配置说明
| 主机名 | ip | 角色 |
| reg.timinglee.org | 192.168.163.10 | harbor仓库 |
| master | 192.168.163.11 | master，k8s集群控制节点 |
| node1 | 192.168.163.12 | worker，k8s集群工作节点 |
|
node2 |
192.168.163.13 | worker，k8s集群工作节点 |
七、操作准备（四台机器·同时操作）
-
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
所有k8s集群节点执行以下步骤
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
所有主机安装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
所有节点设定harbor仓库的域名地址为默认仓库源
vim /etc/docker/daemon.json
{
"registry-mirrors":["https://reg.timinglee.org"]
} [root@master ~]# vim /lib/systemd/system/docker.service
harbor仓库配置
[root@reg packages]# tar -zxf harbor-offline-installer-v2.5.4.tgz
[root@reg packages]# mkdir -p /data/certs[root@reg packages]# openssl req -newkey rsa:4096 -nodes -sha256 -keyout /data/certs/timinglee.org.key -addext "subjectAltName = DNS:reg.timinglee.org" -x509 -days 365 -out /data/certs/timinglee.org.crt
[root@reg harbor]# cp harbor.yml.tmpl harbor.yml
[root@reg harbor]# vim harbor.yml
复制harbor仓库中的证书并启动docker
[root@k8s-harbor ~]# cp /etc/docker/certs.d/reg.timinglee.org/ca.crt root@192.168.234.10:/etc/docker/certs.d/reg.timinglee.org/ca.crt
[root@k8s-harbor ~]# cp /etc/docker/certs.d/reg.timinglee.org/ca.crt root@192.168.234.20:/etc/docker/certs.d/reg.timinglee.org/ca.crt
[root@k8s-harbor ~]# cp /etc/docker/certs.d/reg.timinglee.org/ca.crt root@192.168.234.100:/etc/docker/certs.d/reg.timinglee.org/ca.crt
[root@k8s-harbor ~]# systemctl enable --now docker
#登陆harbor仓库
[root@k8s-master ~]# docker login reg.timinglee.org
[root@master ~]# docker info
三台主机上都要安装K8S部署工具
[root@master ~]# ls
anaconda-ks.cfg
cri-dockerd-0.3.14-3.el8.x86_64.rpm
k8s-1.30.tar.gz
libcgroup-0.41-19.el8.x86_64.rpm
[root@k8s-master ~]# vim /lib/systemd/system/cri-docker.service
[root@master ~]# systemctl enable --now cri-docker.service
Created symlink
/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/cri-docker.service → /u
sr/lib/systemd/system/cri-docker.service.
[root@master ~]# 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 ~/.bashrc上传镜像到harbor仓库
[root@master ~]# docker load -i k8s_docker_images-1.30.tar
3d6fa0469044: Loading layer 327.7kB/327.7kB
49626df344c9: Loading layer 40.96kB/40.96kB
945d17be9a3e: Loading layer 2.396MB/2.396MB
4d049f83d9cf: Loading layer 1.536kB/1.536kB
af5aa97ebe6c: Loading layer 2.56kB/2.56kB
ac805962e479: Loading layer 2.56kB/2.56kB
bbb6cacb8c82: Loading layer 2.56kB/2.56kB
2a92d6ac9e4f: Loading layer 1.536kB/1.536kB
1a73b54f556b: Loading layer 10.24kB/10.24kB
f4aee9e53c42: Loading layer 3.072kB/3.072kB
b336e209998f: Loading layer 238.6kB/238.6kB
06ddf169d3f3: Loading layer 1.69MB/1.69MB
c0cb02961a3c: Loading layer 112.9MB/112.9MB
Loaded image: registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-apiserver:v1.30.0 [root@master ~]# docker images
REPOSITORY
ED SIZE
registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-apiserver TAG IMAG
nths ago 117MB v1.30.0 c42f
registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-controller-manager
nths ago 111MB v1.30.0 c7aa
registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-scheduler
nths ago 62MB v1.30.0 259c
registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy
nths ago 84.7MB v1.30.0 a0bf
registry.aliyuncs.com/google_containers/etcd 3.5.12-0 3861
nths ago 149MB
registry.aliyuncs.com/google_containers/coredns v1.11.1 cbb0
nths ago 59.8MB
registry.aliyuncs.com/google_containers/pause 3.9 e6f1
rs ago 744kB
[root@master ~]# [root@k8s-master ~]# docker images | awk '/google/{ print $1":"$2}' \
| awk -F "/" '{system("docker tag "$0" reg.timinglee.org/k8s/"$3)}'
[root@master ~]# docker images | awk '/reg/{print $1":"$2}'
reg.timinglee.org/k8s/kube-apiserver:v1.30.0
registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-apiserver:v1.30.0
reg.timinglee.org/k8s/kube-controller-manager:v1.30.0
registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-controller-manager:v1.30.0
registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-scheduler:v1.30.0
reg.timinglee.org/k8s/kube-scheduler:v1.30.0
reg.timinglee.org/k8s/kube-proxy:v1.30.0
registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy:v1.30.0
reg.timinglee.org/k8s/etcd:3.5.12-0
registry.aliyuncs.com/google_containers/etcd:3.5.12-0
registry.aliyuncs.com/google_containers/coredns:v1.11.1
reg.timinglee.org/k8s/coredns:v1.11.1
reg.timinglee.org/k8s/pause:3.9
registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.9
[root@master ~]# 
[root@master ~]# systemctl enable kubelet --now #所有主机都要记得重启
集群初始化
#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
安装flannel网络插件
[root@master ~]# docker load -i flannel-0.25.5.tag.gz
ef7a14b43c43: Loading layer 8.079MB/8.079MB
1d9375ff0a15: Loading layer 9.222MB/9.222MB
4af63c5dc42d: Loading layer
16.61MB/16.61MB
2b1d26302574: Loading layer 1.544MB/1.544MB
d3dd49a2e686: Loading layer 42.11MB/42.11MB
7278dc615b95: Loading layer 5.632kB/5.632kB
c09744fc6e92: Loading layer 6.144kB/6.144kB
0a2b46a5555f: Loading layer 1.923MB/1.923MB
5f70bf18a086: Loading layer
1.024kB/1.024kB
601effcb7aab: Loading layer
1.928MB/1.928MB
21692b7dc30c:
Loading layer
Loaded image: flannel/flannel:v0.25.5
Loaded image: flannel/flannel-cni-plugin:v1.5.1-flannel1
2.634MB/2.634MB
[root@master ~]# 在harbor仓库上创建一个flannel
#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
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
[root@k8s-master ~]# kubectl apply -f kube-flannel.yml节点扩容
#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 sha256:52f1a83b70ffc8744db5570288ab51987ef2b563bf906ba4244a300f61e9db23[root@k8s-node1 & 2 ~]# kubeadm join 192.168.234.10:6443 --token 5hwptm.zwn7epa6pvatbpwf --discovery-token-ca-cert-hash sha256:52f1a83b70ffc8744db5570288ab51987ef2b563bf906ba4244a300f61e9db23 --cri-socket=unix:///var/run/cri-dockerd.sock #在node1和node2上操作
部署完成！！！
服务部署
四、K8s的pod概述和配置
Pod 容器组 是一个k8s中一个抽象的概念，用于存放一组 container（可包含一个或多个 container 容器，即图上正方体)，以及这些 container （容器）的一些共享资源。这些资源包括：
共享存储，称为卷(Volumes)，即图上紫色圆柱
网络，每个 Pod（容器组）在集群中有个唯一的 IP，pod（容器组）中的 container（容器）共享该IP地址
container（容器）的基本信息，例如容器的镜像版本，对外暴露的端口等
每个Pod中都可以包含一个或者多个容器，这些容器可以分为两类：
用户程序所在的容器，数量可多可少
Pause容器，这是每个Pod都会有的一个根容器，它的作用有两个：
可以以它为依据，评估整个Pod的健康状态
可以在根容器上设置Ip地址，其它容器都此Ip（Pod IP），以实现Pod内部的网路通信
pod的定义
apiVersion: v1 #必选，版本号，例如v1
kind: Pod #必选，资源类型，例如 Pod
metadata: #必选，元数据
name: string #必选，Pod名称
namespace: string #Pod所属的命名空间,默认为"default"
labels: #自定义标签列表
- name: string
spec: #必选，Pod中容器的详细定义
containers: #必选，Pod中容器列表
- name: string #必选，容器名称
image: string #必选，容器的镜像名称
imagePullPolicy: [ Always|Never|IfNotPresent ] #获取镜像的策略
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] #容器的启动命令参数列表
workingDir: string #容器的工作目录
volumeMounts: #挂载到容器内部的存储卷配置
- name: string #引用pod定义的共享存储卷的名称，需用volumes[]部分定义的的卷名
mountPath: string #存储卷在容器内mount的绝对路径，应少于512字符
readOnly: boolean #是否为只读模式
ports: #需要暴露的端口库号列表
- name: string #端口的名称
containerPort: int #容器需要监听的端口号
hostPort: int #容器所在主机需要监听的端口号，默认与Container相同
protocol: string #端口协议，支持TCP和UDP，默认TCP
env: #容器运行前需设置的环境变量列表
- name: string #环境变量名称
value: string #环境变量的值
resources: #资源限制和请求的设置
limits: #资源限制的设置
cpu: string #Cpu的限制，单位为core数，将用于docker run --cpu-shares参数
memory: string #内存限制，单位可以为Mib/Gib，将用于docker run --memory参数
requests: #资源请求的设置
cpu: string #Cpu请求，容器启动的初始可用数量
memory: string #内存请求,容器启动的初始可用数量
lifecycle: #生命周期钩子
postStart: #容器启动后立即执行此钩子,如果执行失败,会根据重启策略进行重启
preStop: #容器终止前执行此钩子,无论结果如何,容器都会终止
livenessProbe: #对Pod内各容器健康检查的设置，当探测无响应几次后将自动重启该容器
exec: #对Pod容器内检查方式设置为exec方式
command: [string] #exec方式需要制定的命令或脚本
httpGet: #对Pod内个容器健康检查方法设置为HttpGet，需要制定Path、port
path: string
port: number
host: string
scheme: string
HttpHeaders:
- name: string
value: string
tcpSocket: #对Pod内个容器健康检查方式设置为tcpSocket方式
port: number
initialDelaySeconds: 0 #容器启动完成后首次探测的时间，单位为秒
timeoutSeconds: 0 #对容器健康检查探测等待响应的超时时间，单位秒，默认1秒
periodSeconds: 0 #对容器监控检查的定期探测时间设置，单位秒，默认10秒一
次
successThreshold: 0
failureThreshold: 0
securityContext:
privileged: false
restartPolicy: [Always | Never | OnFailure] #Pod的重启策略
nodeName: <string> #设置NodeName表示将该Pod调度到指定到名称的node节点上
nodeSelector: obeject #设置NodeSelector表示将该Pod调度到包含这个label的node上
imagePullSecrets: #Pull镜像时使用的secret名称，以key：secretkey格式指定
- name: string
hostNetwork: false #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
volumes: #在该pod上定义共享存储卷列表
- name: string #共享存储卷名称 （volumes类型有很多种）
emptyDir: {} #类型为emtyDir的存储卷，与Pod同生命周期的一个临时目录。为空值
hostPath: string #类型为hostPath的存储卷，表示挂载Pod所在宿主机的目录
path: string #Pod所在宿主机的目录，将被用于同期中mount的目录
secret: #类型为secret的存储卷，挂载集群与定义的secret对象到容器内部
scretname: string
items:
- key: string
path: string
configMap: #类型为configMap的存储卷，挂载预定义的configMap对象到容器内部
name: string
items:
- key: string
path: string配置
基本配置
创建nginxpod.yaml,写入
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
name: dev
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginxpod
namespace: dev
spec:
containers:
- name: nginx-containers
image: nginx:1.17.1镜像拉取
在nginxpod.yaml添加
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
name: dev
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginxpod
namespace: dev
spec:
containers:
- name: nginx-containers
image: nginx:1.17.1
imagePullPolicy: Always #设置镜像拉取策略为alwaysimagePullPolicy，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（一直远程下载）
IfNotPresent：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 本地没远程下载）
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）
[root@k8s-master01 nginx]# kubectl delete -f nginxpod.yaml #先删除
namespace "dev" deleted
pod "nginxpod" deleted
[root@k8s-master01 nginx]# kubectl create -f nginxpod.yaml #再创建
namespace/dev created
pod/nginxpod created
[root@k8s-master01 nginx]# kubectl describe pod nginxpod -n dev #查看创建pod详情
Name: nginxpod
Namespace: dev
Priority: 0
Service Account: default
Node: k8s-worker02/192.168.234.14
Start Time: Sun, 23 Mar 2025 21:34:57 +0800
Labels: <none>
Annotations: cni.projectcalico.org/containerID: b3e8244aebfa692ac22dfc5a2bb e17931600f1253537454a521adb4da7d547dd
cni.projectcalico.org/podIP: 100.73.45.88/32
cni.projectcalico.org/podIPs: 100.73.45.88/32
Status: Running
IP: 100.73.45.88
IPs:
IP: 100.73.45.88
Containers:
nginx-containers:
Container ID: docker://f24c8c0bff883217f8730d42669a47acbc8800a1e8ca44738b4 fb285eb2a5f4a
Image: nginx:1.17.1
Image ID: docker-pullable://nginx@sha256:b4b9b3eee194703fc2fa8afa5b751 0c77ae70cfba567af1376a573a967c03dbb
Port: <none>
Host Port: <none>
State: Running
Started: Sun, 23 Mar 2025 21:35:01 +0800
Ready: True
Restart Count: 0
Environment: <none>
Mounts:
/var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from kube-api-access-dn4zd ( ro)
Conditions:
Type Status
PodReadyToStartContainers True
Initialized True
Ready True
ContainersReady True
PodScheduled True
Volumes:
kube-api-access-dn4zd:
Type: Projected (a volume that contains injected data fro m 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 fo r 300s
node.kubernetes.io/unreachable:NoExecute op=Exists for 300s
Events:
Type Reason Age From Message
---- ------ ---- ---- -------
Normal Scheduled 50s default-scheduler Successfully assigned dev/nginxpod to k8s-worker02
Normal Pulling 22m kubelet Pulling image "nginx:1.17.1"
Normal Pulled 22m kubelet Successfully pulled image "nginx:1 .17.1" in 2.636s (2.636s including waiting). Image size: 109357455 bytes.
Normal Created 22m kubelet Created container nginx-containers
Normal Started 22m kubelet Started container nginx-containers端口设置
[root@k8s-master01 nginx]# kubectl explain pod.spec.containers.ports
KIND: Pod
VERSION: v1
RESOURCE: ports <[]Object>
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)
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”创建pod-ports.yam
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-ports
namespace: dev
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.17.1
ports: # 设置容器暴露的端口列表
- name: nginx-port
containerPort: 80
protocol: TCP资源配额
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。
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:
limits:
cpu: "2"
memory: "2Gi" # 调整后的内存限制
requests:
cpu: "1"
memory: "10Mi" # 调整后的内存请求
- cpu：core数，可以为整数或小数 memory：
- 内存大小，可以使用Gi、Mi、G、M等形式
# 运行Pod [root@master ~]# kubectl create -f pod-resources.yaml pod/pod-resources created # 查看发现pod运行正常 [root@master ~]# kubectl get pod pod-resources -n dev NAME READY STATUS RESTARTS AGE pod-resources 1/1 Running 0 39s # 接下来，停止Pod [root@master ~]# kubectl delete -f pod-resources.yaml pod "pod-resources" deleted # 编辑pod，修改resources.requests.memory的值为10Gi [root@master ~]# vim pod-resources.yaml # 再次启动pod [root@master ~]# kubectl create -f pod-resources.yaml pod/pod-resources created # 查看Pod状态，发现Pod启动失败 [root@master ~]# kubectl get pod pod-resources -n dev -o wide NAME READY STATUS RESTARTS AGE pod-resources 0/2 Pending 0 20s # 查看pod详情会发现，如下提示 [root@master ~]# kubectl describe pod pod-resources -n dev ...... Warning FailedScheduling <unknown> default-scheduler 0/2 nodes are available: 2 Insufficient memory.(内存不足)K8s控制器之Deployment
概述Deployment 是最常用的用于部署无状态服务的方式。Deployment 控制器使得您能够以声明的方式更新 Pod（容器组）和 ReplicaSet（副本集）。该控制器并不直接管理pod，而是通过管理ReplicaSet来间接管理Pod，即：Deployment管 理ReplicaSet，ReplicaSet管理Pod。所以Deployment比ReplicaSet功能更加强大。
Deployment 为我们确定了如下几种运维场景：
创建 Deployment : 创建 Deployment 后，Deployment 控制器将立刻创建一个 ReplicaSet 副本集，并由 ReplicaSet 创建所需要的 Pod。
更新 Deployment: 更新 Deployment 中 Pod 的定义（例如，发布新版本的容器镜像）。此时 Deployment 控制器将为该 Deployment 创建一个新的 ReplicaSet 副本集，并且逐步在新的副本集中创建 Pod，在旧的副本集中删除 Pod，以达到滚动更新的效果。
回滚Deployment: 回滚到一个早期 Deployment 版本。
伸缩Deployment: 水平扩展 Deployment，以便支持更大的负载，或者水平收缩 Deployment，以便节省服务器资源。
暂停和继续Deployment
查看Deployment状态
清理策略
金丝雀发布
Deployment配置详情
apiVersion: apps/v1 # 版本号
kind: Deployment # 类型
metadata: # 元数据
name: # rs名称
namespace: # 所属命名空间
labels: #标签
controller: deploy
spec: # 详情描述
replicas: 3 # 副本数量
revisionHistoryLimit: 3 # 保留历史版本
paused: false # 暂停部署，默认是false
progressDeadlineSeconds: 600 # 部署超时时间（s），默认是600
strategy: # 策略
type: RollingUpdate # 滚动更新策略
rollingUpdate: # 滚动更新
maxSurge: 30% # 最大额外可以存在的副本数，可以为百分比，也可以为整数
maxUnavailable: 30% # 最大不可用状态的 Pod 的最大值，可以为百分比，也可以为整数
selector: # 选择器，通过它指定该控制器管理哪些pod
matchLabels: # Labels匹配规则
app: nginx-pod
matchExpressions: # Expressions匹配规则
- {key: app, operator: In, values: [nginx-pod]}
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: nginx-pod
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.17.1
ports:
- containerPort: 80创建Deployment
下面的 yaml 文件定义了一个 Deployment，该 Deployment 将创建一个有 3 个 nginx Pod 副本的 ReplicaSet（副本集）：
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: deployment
namespace: dev
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: nginx-pod
template:
metadata:
labels:
app: nginx-pod
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.17.1在这个例子中：
将创建一个名为 deployment 的 Deployment（部署），名称由 .metadata.name 字段指定
该 Deployment 将创建 3 个 Pod 副本，副本数量由 .spec.replicas 字段指定
.spec.selector 字段指定了 Deployment 如何找到由它管理的 Pod。此案例中，我们使用了 Pod template 中定义的一个标签（app: nginx-pod）。对于极少数的情况，这个字段也可以定义更加复杂的规则
.template 字段包含了如下字段：
.template.metadata.labels 字段，指定了 Pod 的标签（app: nginx-pod）
.template.spec.containers[].image 字段，表明该 Pod 运行一个容器 nginx:1.17.1
.template.spec.containers[].name 字段，表明该容器的名字是 nginx
# 创建deployment
[root@k8s-master01 dev]# kubectl create -f deployment.yaml
deployment.apps/deployment created
# 查看deployment
[root@k8s-master01 dev]# kubectl get deployments.apps -n dev
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
deployment 3/3 3 3 6m37s
#查看rs
[root@k8s-master01 dev]# kubectl get rs -n dev
NAME DESIRED CURRENT READY AGE
deployment-7cffcbf558 3 3 3 8m36s
# 发现rs的名称是在原来deployment的名字后面添加了一个10位数的随机串
# 查看pod
[root@k8s-master01 dev]# kubectl get pod -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
deployment-7cffcbf558-m8qw7 1/1 Running 0 10m
deployment-7cffcbf558-nhhth 1/1 Running 0 10m
deployment-7cffcbf558-xwxhw 1/1 Running 0 10m伸缩 Deployment
# 变更副本数量为5个
[root@k8s-master01 dev]# kubectl scale deployment deployment-test --replicas 5 -n dev
deployment.apps/deployment-test scaled
# 查看deployment
[root@k8s-master01 dev]# kubectl get deployments.apps deployment-test -n dev
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
deployment-test 5/5 5 5 5m26s
# 查看pod
[root@k8s-master01 dev]# kubectl get pod -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
deployment-test-7cffcbf558-46hg7 1/1 Running 0 6m16s
deployment-test-7cffcbf558-5vjqw 1/1 Running 0 6m16s
deployment-test-7cffcbf558-fj846 1/1 Running 0 114s
deployment-test-7cffcbf558-mdz8q 1/1 Running 0 114s
deployment-test-7cffcbf558-ws965 1/1 Running 0 6m16s
# 编辑deployment的副本数量，修改spec:replicas: 3
[root@k8s-master01 dev]# kubectl edit deployments.apps deployment-test -n dev
deployment.apps/deployment-test edited
# 查看pod
[root@k8s-master01 dev]# kubectl get pod -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
deployment-test-7cffcbf558-46hg7 1/1 Running 0 8m37s
deployment-test-7cffcbf558-5vjqw 1/1 Running 0 8m37s
deployment-test-7cffcbf558-mdz8q 1/1 Running 0 4m15s更新 Deployment
deployment支持两种更新策略: 重建更新 和 滚动更新 ,可以通过 strategy 指定策略类型,支持两个属性:
strategy：指定新的Pod替换旧的Pod的策略， 支持两个属性：
type：指定策略类型，支持两种策略
Recreate：在创建出新的Pod之前会先杀掉所有已存在的Pod
RollingUpdate：滚动更新，就是杀死一部分，就启动一部分，在更新过程中，存在两个版本Pod
rollingUpdate：当type为RollingUpdate时生效，用于为RollingUpdate设置参数，支持两个属
性：
maxUnavailable：用来指定在升级过程中不可用Pod的最大数量，默认为25%。
maxSurge： 用来指定在升级过程中可以超过期望的Pod的最大数量，默认为25%重建更新
重建部署策略是先把旧的pod全部停掉，然后新建pod。由于部署期间出现服务中断，这种部署策略很少用。
在spec节点下添加更新策略
spec:
strategy: # 策略
type: Recreate # 重建更新创建deploy进行验证
#修改镜像
[root@k8s-master01 dev]# kubectl set image deployment deployment-test nginx=nginx:1.17.2 -n dev
deployment.apps/deployment-test image updated
#查看更新后的 Deployment 的详情
[root@k8s-master01 dev]# kubectl get deployments.apps -n dev -o wide
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE CONTAINERS IMAGES SELECTOR
deployment-test 3/3 3 3 39m nginx nginx:1.17.2 app=nginx-pod
滚动更新
在spec节点下添加更新策略
spec:
strategy: # 策略
type: RollingUpdate # 滚动更新策略
rollingUpdate:
maxSurge: 25%
maxUnavailable: 25%创建deploy进行验证
#修改镜像
[root@k8s-master01 dev]# kubectl set image deployment deployment-test nginx=nginx:1.17.3 -n dev
deployment.apps/deployment-test image updated
[root@k8s-master01 dev]# kubectl get deployments.apps -n dev -o wide
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE CONTAINERS IMAGES SELECTOR
deployment-test 3/3 3 3 55m nginx nginx:1.17.3 app=nginx-pod
#滚动更新是通过创建一个新的 3 个副本数的 ReplicaSet 并同时将旧的 Replicaset 的副本数缩容到 0 个副本 来达成的。
[root@k8s-master01 dev]# kubectl get rs -n dev
NAME DESIRED CURRENT READY AGE
deployment-test-5b6ffdcd8d 3 3 3 5m37s
deployment-test-79dbdc995f 0 0 0 30m
deployment-test-7cffcbf558 0 0 0 56m
Deployment 将确保更新过程中，任意时刻只有一定数量的 Pod 被关闭。默认情况下，Deployment 确保至少 .spec.replicas 的 75% 的 Pod 保持可用（25% max unavailable）
Deployment 将确保更新过程中，任意时刻只有一定数量的 Pod 被创建。默认情况下，Deployment 确保最多 .spec.replicas 的 25% 的 Pod 被创建（25% max surge）
Deployment Controller 先创建一个新 Pod，然后删除一个旧 Pod，然后再创建新的，如此循环，直到全部更新。Deployment Controller 不会 kill 旧的 Pod，除非足够数量的新 Pod 已经就绪，Deployment Controller 也不会创新新 Pod 直到足够数量的旧 Pod 已经被 kill。
#查看 Deployment 详情
[root@k8s-master01 dev]# kubectl describe deployments.apps
Name: deployment-test
Namespace: dev
CreationTimestamp: Sat, 05 Apr 2025 19:28:48 +0800
Labels: <none>
Annotations: deployment.kubernetes.io/revision: 3
Selector: app=nginx-pod
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-pod
Containers:
nginx:
Image: nginx:1.17.3
Port: <none>
Host Port: <none>
Environment: <none>
Mounts: <none>
Volumes: <none>
Node-Selectors: <none>
Tolerations: <none>
Conditions:
Type Status Reason
---- ------ ------
Available True MinimumReplicasAvailable
Progressing True NewReplicaSetAvailable
OldReplicaSets: deployment-test-7cffcbf558 (0/0 replicas created), deployment-test-79dbdc995f (0/0 replicas created)
NewReplicaSet: deployment-test-5b6ffdcd8d (3/3 replicas created)
Events:
Type Reason Age From Message
---- ------ ---- ---- -------
Normal ScalingReplicaSet 60m deployment-controller Scaled up replica set deployment-test-7cffcbf558 to 3
Normal ScalingReplicaSet 55m deployment-controller Scaled up replica set deployment-test-7cffcbf558 to 5 from 3
Normal ScalingReplicaSet 52m deployment-controller Scaled down replica set deployment-test-7cffcbf558 to 3 from 5
Normal ScalingReplicaSet 34m deployment-controller Scaled down replica set deployment-test-7cffcbf558 to 0 from 3
Normal ScalingReplicaSet 34m deployment-controller Scaled up replica set deployment-test-79dbdc995f to 3
Normal ScalingReplicaSet 9m5s deployment-controller Scaled up replica set deployment-test-5b6ffdcd8d to 1
Normal ScalingReplicaSet 7m37s deployment-controller Scaled down replica set deployment-test-79dbdc995f to 2 from 3
Normal ScalingReplicaSet 7m37s deployment-controller Scaled up replica set deployment-test-5b6ffdcd8d to 2 from 1
Normal ScalingReplicaSet 6m8s deployment-controller Scaled down replica set deployment-test-79dbdc995f to 1 from 2
Normal ScalingReplicaSet 6m8s deployment-controller Scaled up replica set deployment-test-5b6ffdcd8d to 3 from 2
Normal ScalingReplicaSet 6m6s deployment-controller Scaled down replica set deployment-test-79dbdc995f to 0 from 1
在 Events 中，可以看到：
创建 Deployment 时，Deployment Controller 创建了一个 ReplicaSet并直接将其scale up 到 3 个副本。
当更新 Deployment 时，Deployment Controller 先创建一个新的 ReplicaSet并将其 scale up 到 1 个副本，然后 scale down 旧的 ReplicaSet 到 2。
Deployment Controller 继续 scale up 新的 ReplicaSet 并 scale down 旧的 ReplicaSet，直到最后，新旧两个 ReplicaSet，一个副本数为 3，另一个副本数为 0。回滚 Deployment
当想要回滚（rollback）Deployment，例如：Deployment 不稳定（可能是不断地崩溃）。默认情况下，kubernetes 将保存 Deployment 的所有更新（rollout）历史。
kubectl rollout： 版本升级相关功能，支持下面的选项：
status 显示当前升级状态
history 显示 升级历史记录
pause 暂停版本升级过程
resume 继续已经暂停的版本升级过程
restart 重启版本升级过程
undo 回滚到上一级版本（可以使用--to-revision回滚到指定版本）
————————————————
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/2302_81107022/article/details/150764644
# 查看当前升级版本的状态
[root@k8s-master01 dev]# kubectl rollout status deploy deployment-test -n dev
deployment "deployment-test" successfully rolled out
# 查看升级历史记录
[root@k8s-master01 dev]# kubectl rollout history deploy deployment-test -n dev
deployment.apps/deployment-test
REVISION CHANGE-CAUSE
1 kubectl create --filename=deployment.yaml --record=true
2 kubectl create --filename=deployment.yaml --record=true
3 kubectl create --filename=deployment.yaml --record=true
# 可以发现有三次版本记录，说明完成过两次升级
#使用--to-revision=1回滚到了1版本， 如果省略这个选项，就是回退到上个版本，就是2版本
[root@k8s-master01 dev]# kubectl rollout undo deployment deployment-test --to-revision=1 -n dev
deployment.apps/deployment-test rolled back
# 查看，nginx镜像版本到了第一版
[root@k8s-master01 dev]# kubectl get deployments.apps -n dev -o wide
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE CONTAINERS IMAGES SELECTOR
deployment-test 3/3 3 3 7m31s nginx nginx:1.17.1 app=nginx-pod
# 查看rs，发现第3个rs中有3个pod运行，前面两个版本的rs中pod为运行
[root@k8s-master01 dev]# kubectl get rs -n dev
NAME DESIRED CURRENT READY AGE
deployment-test-5b6ffdcd8d 0 0 0 6m20s
deployment-test-79dbdc995f 0 0 0 6m39s
deployment-test-7cffcbf558 3 3 3 9m33s 其实deployment之所以可是实现版本的回滚，就是通过记录下历史rs来实现的
一旦想回滚到哪个版本，只需要将当前版本pod数量降为0，然后将回滚版本的pod提升为目标数量就可以了
金丝雀发布（灰度发布）
Deployment控制器支持控制更新过程中的控制，如“暂停(pause)”或“继续(resume)”更新操作。 比如有一批新的Pod资源创建完成后立即暂停更新过程，此时，仅存在一部分新版本的应用，主体部 分还是旧的版本。然后，再筛选一小部分的用户请求路由到新版本的Pod应用，继续观察能否稳定地按 期望的方式运行。确定没问题之后再继续完成余下的Pod资源滚动更新，否则立即回滚更新操作。这就是所谓的金丝雀发布。
# 更新deployment的版本，并配置暂停deployment
[root@k8s-master01 dev]# kubectl set image deploy deployment-test nginx=nginx:1.17.5 -n dev && kubectl rollout pause deployment deployment-test -n dev
deployment.apps/deployment-test image updated
deployment.apps/deployment-test paused
#观察更新状态
[root@k8s-master01 dev]# kubectl rollout status deploy deployment-test -n dev
Waiting for deployment "deployment-test" rollout to finish: 0 out of 3 new replicas have been updated...
# 监控更新的过程，可以看到已经新增了一个资源，但是并未按照预期的状态去删除一个旧的资源，就是因为使用了pause暂停命令
[root@k8s-master01 dev]# kubectl get rs -n dev -o wide
NAME DESIRED CURRENT READY AGE CONTAINERS IMAGES SELECTOR
deployment-test-5b6ffdcd8d 0 0 0 20m nginx nginx:1.17.3 app=nginx-pod,pod-template-hash=5b6ffdcd8d
deployment-test-79dbdc995f 0 0 0 20m nginx nginx:1.17.2 app=nginx-pod,pod-template-hash=79dbdc995f
deployment-test-7cffcbf558 2 2 2 23m nginx nginx:1.17.1 app=nginx-pod,pod-template-hash=7cffcbf558
deployment-test-845cbff7c8 1 1 0 60s nginx nginx:1.17.5 app=nginx-pod,pod-template-hash=845cbff7c8
deployment-test-f5b4bdd49 1 1 1 6m53s nginx nginx:1.17.4 app=nginx-pod,pod-template-hash=f5b4bdd49
[root@k8s-master01 dev]# kubectl get pod -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
deployment-test-7cffcbf558-6xj55 1/1 Running 0 15m
deployment-test-7cffcbf558-mg8dm 1/1 Running 0 15m
deployment-test-7cffcbf558-nd6ld 1/1 Running 0 15m
deployment-test-f5b4bdd49-r2f5m 1/1 Running 0 4m55s
# 确保更新的pod没问题了，继续更新
[root@k8s-master01 dev]# kubectl rollout resume deploy deployment-test -n dev
deployment.apps/deployment-test resumed
# 查看更新情况
[root@k8s-master01 dev]# kubectl get rs -n dev -o wide
NAME DESIRED CURRENT READY AGE CONTAINERS IMAGES SELECTOR
deployment-test-5b6ffdcd8d 0 0 0 22m nginx nginx:1.17.3 app=nginx-pod,pod-template-hash=5b6ffdcd8d
deployment-test-79dbdc995f 0 0 0 23m nginx nginx:1.17.2 app=nginx-pod,pod-template-hash=79dbdc995f
deployment-test-7cffcbf558 0 0 0 26m nginx nginx:1.17.1 app=nginx-pod,pod-template-hash=7cffcbf558
deployment-test-845cbff7c8 3 3 3 3m39s nginx nginx:1.17.5 app=nginx-pod,pod-template-hash=845cbff7c8
deployment-test-f5b4bdd49 0 0 0 9m32s nginx nginx:1.17.4 app=nginx-pod,pod-template-hash=f5b4bdd49
[root@k8s-master01 dev]# kubectl get pod -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
deployment-test-845cbff7c8-2fm7r 1/1 Running 0 4m23s
deployment-test-845cbff7c8-8fbvx 1/1 Running 0 4m57s
deployment-test-845cbff7c8-wb62j 1/1 Running 0 6m6s局限性
按照 Kubernetes 默认支持的这种方式进行金丝雀发布，有一定的局限性：
不能根据用户注册时间、地区等请求中的内容属性进行流量分配
同一个用户如果多次调用该 Service，有可能第一次请求到了旧版本的 Pod，第二次请求到了新版本的 Pod
TIP
在 Kubernetes 中不能解决上述局限性的原因是：Kubernetes Service 只在 TCP 层面解决负载均衡的问题，并不对请求响应的消息内容做任何解析和识别。如果想要更完善地实现金丝雀发布，可以考虑如下三种选择：
业务代码编码实现
Spring Cloud 灰度发布
Istio 灰度发布
删除Deployment
# 删除deployment，其下的rs和pod也将被删除
[root@k8s-master01 dev]# kubectl delete -f deployment.yaml
deployment.apps "deployment-test" deleted Service详解与使用
详解
在kubernetes中，pod是应用程序的载体，我们可以通过pod的ip来访问应用程序，但是pod的ip地址 不是固定的，这也就意味着不方便直接采用pod的ip对服务进行访问。 为了解决这个问题，
kubernetes提供了Service资源，Service会对提供同一个服务的多个pod进行聚 合，并且提供一个统一的入口地址。通过访问Service的入口地址就能访问到后面的pod服务。
Service在很多情况下只是一个概念，真正起作用的其实是kube-proxy服务进程，每个Node节点上都 运行着一个kube-proxy服务进程。当创建Service的时候会通过api-server向etcd写入创建的service的信 息，而kube-proxy会基于监听的机制发现这种Service的变动，然后它会将最新的Service信息转换成对 应的访问规则。
kube-proxy目前支持三种工作模式:
User space 代理模式
在 user space proxy mode 下：
kube-proxy 监听 kubernetes master 以获得添加和移除 Service / Endpoint 的事件
kube-proxy 在其所在的节点（每个节点都有 kube-proxy）上为每一个 Service 打开一个随机端口
kube-proxy 安装 iptables 规则，将发送到该 Service 的 ClusterIP（虚拟 IP）/ Port 的请求重定向到该随机端口
任何发送到该随机端口的请求将被代理转发到该 Service 的后端 Pod 上（kube-proxy 从 Endpoint 信息中获得可用 Pod）
kube-proxy 在决定将请求转发到后端哪一个 Pod 时，默认使用 round-robin（轮询）算法，并会考虑到 Service 中的 SessionAffinity 的设定
Iptables 代理模式
在 iptables proxy mode 下：
kube-proxy 监听 kubernetes master 以获得添加和移除 Service / Endpoint 的事件
kube-proxy 在其所在的节点（每个节点都有 kube-proxy）上为每一个 Service 安装 iptable规则
iptables 将发送到 Service 的 ClusterIP / Port 的请求重定向到 Service 的后端 Pod 上
对于 Service 中的每一个 Endpoint，kube-proxy 安装一个 iptable 规则
默认情况下，kube-proxy 随机选择一个 Service 的后端 Pod
iptables proxy mode 的优点：
更低的系统开销：在 linux netfilter 处理请求，无需在 userspace 和 kernel space 之间切换更稳定
与 user space mode 的差异：
使用 iptables mode 时，如果第一个 Pod 没有响应，则创建连接失败
使用 user space mode 时，如果第一个 Pod 没有响应，kube-proxy 会自动尝试连接另外一后端 Pod
可以配置 Pod 就绪检查（readiness probe）确保后端 Pod 正常工作，此时，在 iptables 模式kube-proxy 将只使用健康的后端 Pod，从而避免了 kube-proxy 将请求转发到已经存在问题的 Pod 上。
IPVS 代理模式
在 IPVS proxy mode 下：
kube-proxy 监听 kubernetes master 以获得添加和移除 Service / Endpoint 的事件
kube-proxy 根据监听到的事件，调用 netlink 接口，创建 IPVS 规则；并且将Service/Endpoint 的变化同步到 IPVS 规则中
当访问一个 Service 时，IPVS 将请求重定向到后端 Pod
IPVS 模式的优点
IPVS proxy mode 基于 netfilter 的 hook 功能，与 iptables 代理模式相似，但是 IPVS 代理模式使用 hash table 作为底层的数据结构，并在 kernel space 运作。这就意味着
IPVS 代理模式可以比 iptables 代理模式有更低的网络延迟，在同步代理规则时，也有更高的效率
与 user space 代理模式 / iptables 代理模式相比，IPVS 模式可以支持更大的网络流量
IPVS 提供更多的负载均衡选项：
rr: round-robin
lc: least connection (最小打开的连接数)
dh: destination hashing
sh: source hashing
sed: shortest expected delay
nq: never queue
注意：
如果要使用 IPVS 模式，您必须在启动 kube-proxy 前为节点的 linux 启用 IPVS
kube-proxy 以 IPVS 模式启动时，如果发现节点的 linux 未启用 IPVS，则退回到 iptables 模式
Service类型
kind: Service # 资源类型
apiVersion: v1 # 资源版本
metadata: # 元数据
name: service # 资源名称
namespace: dev # 命名空间
spec: # 描述
selector: # 标签选择器，用于确定当前service代理哪些pod
app: nginx
type: # Service类型，指定service的访问方式
clusterIP: # 虚拟服务的ip地址
sessionAffinity: # session亲和性，支持ClientIP、None两个选项
ports: # 端口信息
- protocol: TCP
port: 3017 # service端口
targetPort: 5003 # pod端口
nodePort: 31122 # 主机端口ClusterIP：默认值，它是Kubernetes系统自动分配的虚拟IP，只能在集群内部访问
NodePort：将Service通过指定的Node上的端口暴露给外部，通过此方法，就可以在集群外部访问服务
LoadBalancer：使用外接负载均衡器完成到服务的负载分发，注意此模式需要外部云环境支持
ExternalName： 把集群外部的服务引入集群内部，直接使用
Service使用
使用service之前，首先利用Deployment创建出3个pod，注意要为pod设置 app=nginx-pod 的标签
创建deployment.yaml写入
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: deployment
namespace: dev
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: nginx-pod
template:
metadata:
labels:
app: nginx-pod
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.17.1[root@k8s-master01 dev]# kubectl apply -f deployment.yaml
deployment.apps/nginx-deployment created
[root@k8s-master01 dev]# kubectl get pod -n dev -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
nginx-deployment-7cffcbf558-7z6hs 1/1 Running 0 107s 100.119.84.73 k8s-worker01 <none> <none>
nginx-deployment-7cffcbf558-9fpc2 1/1 Running 0 107s 100.73.45.71 k8s-worker02 <none> <none>
nginx-deployment-7cffcbf558-hjlqv 1/1 Running 0 107s 100.73.45.72 k8s-worker02 <none> <none>
修改下三台nginx的index.html页面（三台修改的IP地址不一致）
[root@k8s-master01 dev]# kubectl exec -it nginx-deployment-7cffcbf558-7z6hs -n dev /bin/bash
kubectl exec [POD] [COMMAND] is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use kubectl exec [POD] -- [COMMAND] instead.
root@nginx-deployment-7cffcbf558-7z6hs:/# echo "`hostname -I`,web1 test page" > /usr/share/nginx/html/index.html
三个全部修改完毕后，访问
[root@k8s-master01 dev]# curl 100.119.84.73
100.119.84.73 ,web1 test page
[root@k8s-master01 dev]# curl 100.73.45.71
100.73.45.71 ,web2 test page
[root@k8s-master01 dev]# curl 100.73.45.72
100.73.45.72 ,web3 test page
[root@k8s-master01 dev]# kubectl expose deployment nginx-deployment --type ClusterIP --port 80 --target-port 80 --name=nginx-svc1 -n dev -o yaml --dry-run=client
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
creationTimestamp: null
name: nginx-svc1
namespace: dev
spec:
ports:
- port: 80
protocol: TCP
targetPort: 80
selector:
app: nginx-pod
type: ClusterIP
status:
loadBalancer: {}可以基于以上，创建service-clusterip.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: nginx-svc1
namespace: dev
spec:
ports:
- port: 80
protocol: TCP
targetPort: 80
selector:
app: nginx-pod
type: ClusterIP
clusterIP: 10.96.0.8 # service的ip地址，如果不写，默认会生成一个[root@k8s-master01 dev]# kubectl create -f svc-clusterip.yaml
service/nginx-svc1 created
[root@k8s-master01 dev]# kubectl get svc -n dev
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
nginx-svc1 ClusterIP 10.96.0.8 <none> 80/TCP 8s
# 查看service的详细信息
# 在这里有一个Endpoints列表，里面就是当前service可以负载到的服务入口
[root@k8s-master01 dev]# kubectl describe svc nginx-svc1 -n dev
Name: nginx-svc1
Namespace: dev
Labels: <none>
Annotations: <none>
Selector: app=nginx-pod
Type: ClusterIP
IP Family Policy: SingleStack
IP Families: IPv4
IP: 10.96.0.8
IPs: 10.96.0.8
Port: <unset> 80/TCP
TargetPort: 80/TCP
Endpoints: 100.119.84.73:80,100.73.45.71:80,100.73.45.72:80
Session Affinity: None
Events: <none>
[root@k8s-master01 dev]# ipvsadm -Ln | grep 10.96.0.8 -w3
TCP 10.96.0.8:80 rr
-> 100.73.45.71:80 Masq 1 0 0
-> 100.73.45.72:80 Masq 1 0 0
-> 100.119.84.73:80 Masq 1 0 0
[root@k8s-master01 dev]# curl 10.96.0.8
100.73.45.72 ,web3 test page
[root@k8s-master01 dev]# curl 10.96.0.8
100.73.45.71 ,web2 test page
[root@k8s-master01 dev]# curl 10.96.0.8
Service的HeadLiness
在某些场景中，开发人员可能不想使用Service提供的负载均衡功能，而希望自己来控制负载均衡策 略，针对这种情况，kubernetes提供了HeadLiness Service，这类Service不会分配Cluster IP，如果想 要访问service，只能通过service的域名进行查询。
创建service-headliness.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: nginx-svc-headliness
namespace: dev
spec:
ports:
- port: 80
protocol: TCP
targetPort: 80
selector:
app: nginx-pod
type: ClusterIP
clusterIP: None
[root@k8s-master01 dev]# kubectl create -f svc-headliness.yaml #创建service
service/nginx-svc-headliness created
[root@k8s-master01 dev]# kubectl get service -n dev # 获取service， 发现CLUSTER-IP未分配
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
nginx-svc-headliness ClusterIP None <none> 80/TCP 36s
[root@k8s-master01 dev]# kubectl describe svc nginx-svc-headliness -n dev #查看service详情
Name: nginx-svc-headliness
Namespace: dev
Labels: <none>
Annotations: <none>
Selector: app=nginx-pod
Type: ClusterIP
IP Family Policy: SingleStack
IP Families: IPv4
IP: None
IPs: None
Port: <unset> 80/TCP
TargetPort: 80/TCP
Endpoints: 100.119.84.73:80,100.73.45.71:80,100.73.45.72:80
Session Affinity: None
Events: <none>
#查看域名的解析情况
[root@k8s-master01 dev]# kubectl exec -it nginx-deployment-7cffcbf558-7z6hs -n dev /bin/bash
kubectl exec [POD] [COMMAND] is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use kubectl exec [POD] -- [COMMAND] instead.
root@nginx-deployment-7cffcbf558-7z6hs:/# cat /etc/resolv.conf
nameserver 10.96.0.10
search dev.svc.cluster.local svc.cluster.local cluster.local
options ndots:5
[root@k8s-master01 dev]# dig @10.96.0.10 nginx-svc-headliness.dev.svc.cluster.local
nginx-svc-headliness.dev.svc.cluster.local. 30 IN A 100.119.84.73
nginx-svc-headliness.dev.svc.cluster.local. 30 IN A 100.73.45.71
nginx-svc-headliness.dev.svc.cluster.local. 30 IN A 100.73.45.72
Service的NodePort
在之前的例子中，创建的Service的ip地址只有集群内部才可以访问，如果希望将Service暴露给集群外 部使用，那么就要使用到另外一种类型的Service，称为NodePort类型。NodePort的工作原理其实就是 将service的端口映射到Node的一个端口上，然后就可以通过 NodeIp:NodePort 来访问service。
创建service-nodeport.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: nginx-svc-nodeport
namespace: dev
spec:
ports:
- port: 80
protocol: TCP
targetPort: 80
nodePort: 30088 #指定绑定的node端口(默认取值范围是：30000-32767), 如果不指定，会默认分配
selector:
app: nginx-pod
type: NodePort
[root@k8s-master01 dev]# kubectl create -f svc-nodeport.yaml
service/nginx-svc-nodeport created
[root@k8s-master01 dev]# kubectl get svc -n dev
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
nginx-svc-nodeport NodePort 10.96.0.221 <none> 80:30088/TCP 14s# 可以通过电脑主机的浏览器去访问集群中任意一个nodeip的30088端口，即可访问到pod
Service的LoadBalancer
LoadBalancer和NodePort很相似，目的都是向外部暴露一个端口，区别在于LoadBalancer会在集群 的外部再来做一个负载均衡设备，而这个设备需要外部环境支持的，外部服务发送到这个设备上的请 求，会被设备负载之后转发到集群中。
三款开源 Kubernetes 负载均衡器: MetalLB vs PureLB vs OpenELB
1. 什么是 OpenELB
K8S 对集群外暴露服务有三种方式：NodePort，Ingress和 Loadbalancer。NodePort 用于暴露TCP 服务(4层)，但限于对集群节点主机端口的占用，不适合大规模使用；Ingress 用于暴露 HTTP 服务(7层)，可对域名地址做路由分发；Loadbalancer 则专属于云服务，可动态分配公网网关。
对于私有云集群，没有用到公有云服务，能否使用 LoadBalancer 对外暴露服务呢？
答案当然是肯定的，OpenELB 正是为裸金属服务器提供 LoadBalancer 服务而生的！
由青云科技 KubeSphere 容器团队开源的负载均衡器插件 OpenELB 正式通过 CNCF（云原生计算基金会）TOC 技术委员会审核.
2.安装 OpenELB
前提：
首先需要为 kube-proxy 启用 strictARP ，以便 Kubernetes 集群中的所有网卡停止响应其他网卡的 ARP 请求，而由 OpenELB 处理 ARP 请求。
# 注意：是修改，默认strictARP 是 false
# kubectl edit configmap kube-proxy -n kube-system
......
ipvs:
strictARP: true
......
# wget -c https://raw.githubusercontent.com/openelb/openelb/master/deploy/openelb.yaml
修改镜像地址：修改两处
image: k8s.gcr.io/ingress-nginx/kube-webhook-certgen:v1.1.1 为 image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-webhookcertgen:v1.1.1
#安装
[root@k8s-master01 dev]# kubectl create -f svc-nodeport.yaml
[root@k8s-master01 dev]# kubectl get pod -n openelb-system
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
openelb-admission-create-vdn9v 0/1 Completed 0 3m38s
openelb-admission-patch-6mj7p 0/1 Completed 2 3m38s
openelb-controller-7b9bffd796-tp4hn 1/1 Running 0 3m39s
openelb-speaker-68lr4 1/1 Running 0 3m39s
openelb-speaker-bljh5 1/1 Running 0 3m39s
openelb-speaker-d4kp2 1/1 Running 0 3m39s添加 EIP 池
EIP 地址要与集群主机节点在同一网段内，且不可绑定任何网卡；
创建ip-pool.yaml
apiVersion: network.kubesphere.io/v1alpha2
kind: Eip
metadata:
name: eip-pool
spec:
address: 192.168.234.200-192.168.234.234
protocol: layer2
disable: false
interface: ens160
[root@k8s-master01 dev]# kubectl create -f ip-pool.yaml
eip.network.kubesphere.io/eip-pool created
[root@k8s-master01 dev]# kubectl get eip
NAME CIDR USAGE TOTAL
eip-pool 192.168.234.200-192.168.234.234 35创建svc-lb.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: svc-lb
namespace: dev
annotations:
lb.kubesphere.io/v1alpha1: openelb
protocol.openelb.kubesphere.io/v1alpha2: layer2
eip.openelb.kubesphere.io/v1alpha2: eip-pool
spec:
selector:
app: nginx-pod
type: LoadBalancer
ports:
- port: 80 # 服务监听的端口
targetPort: 80 # 容器端口（与 Pod 定义一致）
[root@k8s-master01 dev]# kubectl apply -f svc-lb.yaml
service/svc-lb created
[root@k8s-master01 dev]# kubectl get svc svc-lb -n dev
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
svc-lb LoadBalancer 10.96.3.126 192.168.234.200 80:32376/TCP 72s
#测试
[root@k8s-master01 dev]# curl 192.168.234.200
100.73.45.72 ,web3 test page
[root@k8s-master01 dev]# curl 192.168.234.200
100.73.45.71 ,web2 test page
[root@k8s-master01 dev]# curl 192.168.234.200
100.119.84.73 ,web1 test page
Service的ExternalName
ExternalName类型的Service用于引入集群外部的服务，它通过 externalName 属性指定外部一个服务的地址，然后在集群内部访问此service就可以访问到外部的服务。
创建svc-externalname.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: svc-externalname
namespace: dev
spec:
type: ExternalName # service类型
externalName: www.aa.com
[root@k8s-master01 dev]# kubectl apply -f svc-externalname.yaml
service/svc-externalname created
#域名解析
[root@k8s-master01 dev]# dig @10.96.0.10 svc-externalname.dev.svc.cluster.local
svc-externalname.dev.svc.cluster.local. 5 IN CNAME www.aa.com.
www.aa.com. 5 IN A 23.210.42.80Ingress的使用
Service对集群之外暴露服务的主要方式有两种：NotdePort和 LoadBalancer，但是这两种方式，都有一定的缺点：
NodePort方式的缺点是会占用很多集群机器的端口，那么当集群服务变多的时候，这个缺点就愈 发明显
LB方式的缺点是每个service需要一个LB，浪费、麻烦，并且需要kubernetes之外设备的支持
基于这种现状，kubernetes提供了Ingress资源对象，Ingress只需要一个NodePort或者一个LB就可 以满足暴露多个Service的需求。工作机制大致如下图表示：
实际上，Ingress相当于一个7层的负载均衡器，是kubernetes对反向代理的一个抽象，它的工作原理 类似于Nginx，可以理解成在Ingress里建立诸多映射规则，Ingress Controller通过监听这些配置规则 并转化成Nginx的反向代理配置 , 然后对外部提供服务。在这里有两个核心概念：
ingress：kubernetes中的一个对象，作用是定义请求如何转发到service的规则
ingress controller：具体实现反向代理及负载均衡的程序，对ingress定义的规则进行解析，根据 配置的规则来实现请求转发，实现方式有很多，比如Nginx, Contour, Haproxy等等
Ingress（以Nginx为例）的工作原理如下：
1. 用户编写Ingress规则，说明哪个域名对应kubernetes集群中的哪个Service
2. Ingress控制器动态感知Ingress服务规则的变化，然后生成一段对应的Nginx反向代理配置
3. Ingress控制器会将生成的Nginx配置写入到一个运行着的Nginx服务中，并动态更新
4. 到此为止，其实真正在工作的就是一个Nginx了，内部配置了用户定义的请求转发规则
环境准备
下载ingress部署的yaml文件
wget https://github.com/kubernetes/ingressnginx/blob/main/deploy/static/provider/cloud/deploy.yaml
修改镜像地址为阿里云地址，总三处
registry.k8s.io/ingress-nginx/controller:v1.12.1
改为 registry.cnhangzhou.aliyuncs.com/google_containers/nginx-ingresscontroller:v1.12.1
k8s.gcr.io/ingress-nginx/kube-webhook-certgen:v1.1.1 改为（有两处需要修改） registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-webhook-certgen:v1.5.2
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
labels:
app.kubernetes.io/component: controller
app.kubernetes.io/instance: ingress-nginx
app.kubernetes.io/name: ingress-nginx
app.kubernetes.io/part-of: ingress-nginx
app.kubernetes.io/version: 1.12.1
name: ingress-nginx-controller
namespace: ingress-nginx
annotations: #添加注解
lb.kubesphere.io/v1alpha1: openelb
protocol.openelb.kubesphere.io/v1alpha1: layer2
eip.openelb.kubesphere.io/v1alpha2: eip-pool
spec:
externalTrafficPolicy: Local
ipFamilies:
- IPv4
ipFamilyPolicy: SingleStack
ports:
- appProtocol: http
name: http
port: 80
protocol: TCP
targetPort: http
- appProtocol: https
name: https
port: 443
protocol: TCP
targetPort: https
selector:
app.kubernetes.io/component: controller
app.kubernetes.io/instance: ingress-nginx
app.kubernetes.io/name: ingress-nginx
type: LoadBalancer
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
labels:
app.kubernetes.io/component: controller
app.kubernetes.io/instance: ingress-nginx
app.kubernetes.io/name: ingress-nginx
app.kubernetes.io/part-of: ingress-nginx
app.kubernetes.io/version: 1.12.1
name: ingress-nginx-controller-admission
namespace: ingress-nginx
spec:
ports:
- appProtocol: http
name: http
port: 80
protocol: TCP
targetPort: http
- appProtocol: https
name: https-webhook
port: 443
targetPort: webhook
selector:
app.kubernetes.io/component: controller
app.kubernetes.io/instance: ingress-nginx
app.kubernetes.io/name: ingress-nginx
#type: ClusterIP
type: NodePort #添加修改[root@k8s-master01 dev]# kubectl apply -f deploy.yaml
namespace/ingress-nginx created
serviceaccount/ingress-nginx created
serviceaccount/ingress-nginx-admission created
role.rbac.authorization.k8s.io/ingress-nginx created
role.rbac.authorization.k8s.io/ingress-nginx-admission created
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/ingress-nginx created
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/ingress-nginx-admission created
rolebinding.rbac.authorization.k8s.io/ingress-nginx created
rolebinding.rbac.authorization.k8s.io/ingress-nginx-admission created
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/ingress-nginx created
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/ingress-nginx-admission created
configmap/ingress-nginx-controller created
service/ingress-nginx-controller created
service/ingress-nginx-controller-admission created
deployment.apps/ingress-nginx-controller created
job.batch/ingress-nginx-admission-create created
job.batch/ingress-nginx-admission-patch created
ingressclass.networking.k8s.io/nginx created
validatingwebhookconfiguration.admissionregistration.k8s.io/ingress-nginx-admission created
[root@k8s-master01 dev]# kubectl get svc -n ingress-nginx
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
ingress-nginx-controller LoadBalancer 10.96.0.243 192.168.234.201 80:31527/TCP,443:30862/TCP 51s
ingress-nginx-controller-admission NodePort 10.96.3.118 <none> 80:30689/TCP,443:32072/TCP 51s
[root@k8s-master01 dev]# kubectl get pod -n ingress-nginx
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
ingress-nginx-admission-create-8bqd4 0/1 Completed 0 6m31s
ingress-nginx-admission-patch-vxx2h 0/1 Completed 3 6m31s
ingress-nginx-controller-75cdf6c95-wxgk6 1/1 Running 0 6m31sIngress暴露服务的方式
方式一：Deployment+LoadBalancer模式的Service
如果要把ingress部署在公有云，那用这种方式比较合适。用Deployment部署ingresscontroller，创建一个type为 LoadBalancer的 service关联这组pod。大部分公有云，都会为 LoadBalancer的 service自动创建一个负载均衡器，通常还绑定了公网地址。只要把域名解析指向 该地址，就实现了集群服务的对外暴露
方式二：DaemonSet+HostNetwork+nodeselector
用DaemonSet结合nodeselector来部署ingress-controller到特定的node 上，然后使用 HostNetwork直接把该pod与宿主机node的网络打通，直接使用宿主机的80/433端口就能访问服 务。这时，ingress-controller所在的node机器就很类似传统架构的边缘节点，比如机房入口的 nginx服务器。该方式整个请求链路最简单，性能相对NodePort模式更好。缺点是由于直接利用 宿主机节点的网络和端口，一个node只能部署一个ingress-controller pod。比较适合大并发的生 产环境使用
优点
该方式整个请求链路最简单，性能相对NodePort模式更好
缺点
由于直接利用宿主机节点的网络和端口，一个node只能部署一个 ingress-controller pod
方式三：Deployment+NodePort模式的Service
同样用deployment模式部署ingres-controller，并创建对应的服务，但是type为NodePort。这 样，ingress就会暴露在集群节点ip的特定端口上。由于nodeport暴露的端口是随机端口，一般会 在前面再搭建一套负载均衡器来转发请求。该方式一般用于宿主机是相对固定的环境ip地址不变的 场景。NodePort方式暴露ingress虽然简单方便，但是NodePort多了一层NAT，在请求量级很大 时可能对性能会有一定影响
K8s的存储
容器的生命周期可能很短，会被频繁地创建和销毁。那么容器在销毁时，保存在容 器中的数据也会被清除。这种结果对用户来说，在某些情况下是不乐意看到的。为了持久化保存容器的 数据，kubernetes引入了Volume的概念。
Volume是Pod中能够被多个容器访问的共享目录，它被定义在Pod上，然后被一个Pod里的多个容器 挂载到具体的文件目录下，kubernetes通过Volume实现同一个Pod中不同容器之间的数据共享以及数 据的持久化存储。Volume的生命容器不与Pod中单个容器的生命周期相关，当容器终止或者重启时， Volume中的数据也不会丢失。
kubernetes的Volume支持多种类型，比较常见的有下面几个：
基本存储：EmptyDir、HostPath、NFS
高级存储：PV、PVC
配置存储：ConfigMap、Secret
configmap
configmap的功能
configMap用于保存配置数据，以键值对形式存储。
configMap 资源提供了向 Pod 注入配置数据的方法。
镜像和配置文件解耦，以便实现镜像的可移植性和可复用性。
etcd限制了文件大小不能超过1M
configmap创建方式
字面值创建
通过文件创建
[root@master storage]# vim nginx.conf
server{
listen 8080;
root /usr/share/nginx/html;
index index.html;
}
[root@master storage]# kubectl create cm nginxconf --from-file nginx.conf
configmap/nginxconf created
通过yaml文件创建
[root@master storage]# vim test.yml
利用configMap填充pod的配置文件
[root@master storage]# vim nginx.conf
server{
listen 8080;
root /usr/share/nginx/html;
index index.html;
}
[root@master storage]# kubectl create cm nginx-conf --from-file nginx.conf
configmap/nginx-conf created#建立nginx控制器文件
[root@k8s-master storage]# kubectl run nginx --image nginx:latest --dry-run=client -o yaml > nginx.yml
#设定nginx.yml中的卷
[root@k8s-master storage]# vim nginx.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:latest
volumeMounts:
- name: config
mountPath: /etc/nginx/conf.d
volumes:
- name: config
configMap:
name: nginx-confsecret功能介绍
Secret 对象类型用来保存敏感信息，例如密码、OAuth 令牌和 ssh key。
敏感信息放在 secret 中比放在 Pod 的定义或者容器镜像中来说更加安全和灵活
Pod 可以用两种方式使用 secret：
作为 volume 中的文件被挂载到 pod 中的一个或者多个容器里。
当 kubelet 为 pod 拉取镜像时使用。
Secret的类型：
Service Account：Kubernetes 自动创建包含访问 API 凭据的 secret，并自动修改 pod 以使用此类型的 secret。
Opaque：使用base64编码存储信息，可以通过base64 --decode解码获得原始数据，因此安全性弱。
kubernetes.io/dockerconfigjson：用于存储docker registry的认证信息
secrets的创建
从文件创建
[root@k8s-master secrets]# echo -n timinglee > username.txt
[root@k8s-master secrets]# echo -n lee > password.txt
root@k8s-master secrets]# kubectl create secret generic userlist --from-file username.txt --from-file password.txt
secret/userlist created
编写yaml文件
[root@k8s-master secrets]# echo -n timinglee | base64
dGltaW5nbGVl
[root@k8s-master secrets]# echo -n lee | base64
bGVl
[root@k8s-master secrets]# kubectl create secret generic userlist --dry-run=client -o yaml > userlist.yml
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
creationTimestamp: null
name: userlist
type: Opaque
data:
username: dGltaW5nbGVl
password: bGVlSecret的使用方法
将Secret挂载到Volume中
[root@master storage]# vim pod1.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
labels:nginx
run: nginx
name: nginx
spec:
containers:
- image: nginx
name: nginx
volumeMounts:
- name: secrets
mountPath: /secret
readOnly: true
volumes:
- name: secrets
secret:
secretName: userlist
将Secret设置为环境变量
[root@master storage]# vim testsc.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
labels:
run: testsc
name: testsc
spec:
containers:
- image: busybox
name: testsc
command:
- /bin/sh
- -c
- env
env:
- name: username
valueFrom:
secretKeyRef:
name: userlist
key: username
- name: password
valueFrom:
secretKeyRef:
name: userlist
key: password
restartPolicy: Nevervolumes配置管理
EmptyDir
EmptyDir是最基础的Volume类型，一个EmptyDir就是Host上的一个空目录。
EmptyDir是在Pod被分配到Node时创建的，它的初始内容为空，并且无须指定宿主机上对应的目录文件，因为kubernetes会自动分配一个目录，当Pod销毁时， EmptyDir中的数据也会被永久删除。
EmptyDir用途如下：
临时空间，例如用于某些应用程序运行时所需的临时目录，且无须永久保留
一个容器需要从另一个容器中获取数据的目录（多容器共享目录）
实例：
在一个Pod中准备两个容器nginx和busybox，然后声明一个Volume分别挂在到两个容器的目录中，然后nginx容器负责向Volume中写日志，busybox中通过命令将日志内容读到控制台。
创建volume-emptydir.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: volume-emptydir
namespace: dev
spec:
volumes:
- name: logs-volume
emptyDir: {}
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.17.1
ports:
- containerPort: 80
volumeMounts:
- name: logs-volume
mountPath: /var/log/nginx
- name: busybox
image: busybox:1.30
command: ["/bin/sh","-c","tail -f /logs/access.log"]
volumeMounts:
- name: logs-volume
mountPath: /logs
HostPath
因为EmptyDir中数据不会被持久化，它会随着Pod的结束而销毁，如果想简单的将数据持久 化到主机中，可以选择HostPath。
HostPath就是将Node主机中一个实际目录挂在到Pod中，以供容器使用，这样的设计就可以保证Pod 销毁了，但是数据依据可以存在于Node主机上。
创建volume-hostpath.yaml：
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: volume-hostpath
namespace: dev
spec:
volumes:
- name: logs-volume
hostPath:
path: /opt/logs
type: DirectoryOrCreate
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.17.1
ports:
- containerPort: 80
volumeMounts:
- name: logs-volume
mountPath: /var/log/nginx
- name: busybox
image: busybox:1.30
command: ["/bin/sh","-c","tail -f /logs/access.log"]
volumeMounts:
- name: logs-volume
mountPath: /logs
type值说明：
DirectoryOrCreate 目录存在就使用，不存在就先创建后使用
Directory 目录必须存在
FileOrCreate 文件存在就使用，不存在就先创建后使用
File 文件必须存在
Socket unix套接字必须存在
CharDevice 字符设备必须存在
BlockDevice 块设备必须存在
[root@k8s-master01 dev]# kubectl create -f volume-hostpath.yaml
pod/volume-hostpath created
[root@k8s-master01 dev]# kubectl get pod -n dev -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
volume-hostpath 2/2 Running 0 20s 100.119.84.92 k8s-worker01 <none> <none>
[root@k8s-master01 dev]# kubectl exec -it volume-hostpath -n dev -c nginx /bin/bash
kubectl exec [POD] [COMMAND] is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use kubectl exec [POD] -- [COMMAND] instead.
root@volume-hostpath:/# echo "this is test page2" > /usr/share/nginx/html/index.html
[root@k8s-master01 dev]# curl 100.119.84.92
this is test page2
# 接下来就可以去host的/opt/logs目录下查看存储的文件了
# 注意: 下面的操作需要到Pod所在的节点运行（k8s-worker01 ）
[root@k8s-worker01 ~]# ll /opt/logs/
total 4
-rw-r--r-- 1 root root 189 Apr 11 22:20 access.log
-rw-r--r-- 1 root root 0 Apr 11 22:15 error.log
[root@k8s-worker01 ~]# cat /opt/logs/access.log
100.124.32.128 - - [11/Apr/2025:14:19:02 +0000] "GET / HTTP/1.1" 200 612 "-" "curl/7.79.1" "-"
100.124.32.128 - - [11/Apr/2025:14:20:56 +0000] "GET / HTTP/1.1" 200 20 "-" "curl/7.79.1" "-"
# 同样的道理，如果在此目录下创建一个文件，到容器中也是可以看到的
# 删除文件
[root@k8s-master01 dev]# kubectl delete -f volume-hostpath.yaml
pod "volume-hostpath" deleted
#挂载目录还存在
[root@k8s-worker01 ~]# ll /opt/logs/
total 4
-rw-r--r-- 1 root root 189 Apr 11 22:20 access.log
-rw-r--r-- 1 root root 0 Apr 11 22:15 error.logNFS
HostPath可以解决数据持久化的问题，但是一旦Node节点故障了，Pod如果转移到了别的节点，又会出现问题了，此时需要准备单独的网络存储系统，比较常用的用NFS、CIFS。
NFS是一个网络文件存储系统，可以搭建一台NFS服务器，然后将Pod中的存储直接连接到NFS系统上，这样的话，无论Pod在节点上怎么转移，只要Node跟NFS的对接没问题，数据都可以成功访问。 首先要准备nfs的服务器，这里为了简单，直接是master节点做nfs服务器
# 在master上安装nfs服务
[root@k8s-master01 dev]# yum install nfs-utils -y
# 准备一个共享目录
[root@k8s-master01 ~]# mkdir /nfstest
# 将共享目录以读写权限暴露给192.168.234.0/24网段中的所有主机
[root@k8s-master01 ~]# vim /etc/exports
/nfstest 192.168.234.0/24(rw,no_root_squash)
[root@k8s-worker01 ~]# showmount -e 192.168.234.11
Export list for 192.168.234.11:
/nfstest 192.168.234.0/24
# 启动nfs服务
[root@k8s-master01 ~]# systemctl start nfs
#在的每个node节点上都安装下nfs-utils，这样的目的是为了node节点可以驱动nfs设备
[root@k8s-worker01 ~]# yum install nfs-utils -y
[root@k8s-worker02 ~]# yum install nfs-utils -y
创建volume-nfs.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: volume-nfs
namespace: dev
spec:
volumes:
- name: logs-volume
nfs:
server: master #nfs服务器地址
path: /nfstest #共享文件路径
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.17.1
ports:
- containerPort: 80
volumeMounts:
- name: logs-volume
mountPath: /var/log/nginx
- name: busybox
image: busybox:1.30
command: ["/bin/sh","-c","tail -f /logs/access.log"]
volumeMounts:
- name: logs-volume
[root@k8s-master01 dev]# kubectl create -f volume-nfs.yaml
pod/volume-nfs created
[root@k8s-master01 dev]# kubectl get pod -n dev -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
volume-nfs 2/2 Running 0 2m27s 100.119.84.95 k8s-worker01 <none> <none>
[root@k8s-master01 dev]# kubectl exec -it volume-nfs -n dev /bin/bash
kubectl exec [POD] [COMMAND] is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use kubectl exec [POD] -- [COMMAND] instead.
Defaulted container "nginx" out of: nginx, busybox
root@volume-nfs:/# echo "this is nfs test page" > /usr/share/nginx/html/index.html
[root@k8s-master01 dev]# curl 100.119.84.95
this is nfs test page
# 查看nfs服务器上的共享目录
[root@k8s-master01 dev]# ll /nfstest/
total 4
-rw-r--r-- 1 root root 188 Apr 11 23:22 access.log
-rw-r--r-- 1 root root 0 Apr 11 23:17 error.log
[root@k8s-master01 dev]# cat /nfstest/access.log
100.124.32.128 - - [11/Apr/2025:15:22:56 +0000] "GET / HTTP/1.1" 200 22 "-" "curl/7.79.1" "-"
100.124.32.128 - - [11/Apr/2025:15:22:57 +0000] "GET / HTTP/1.1" 200 22 "-" "curl/7.79.1" "-"
PersistentVolume持久卷(pv)
pv是集群内由管理员提供的网络存储的一部分。
PV也是集群中的一种资源。是一种volume插件，
但是它的生命周期却是和使用它的Pod相互独立的。
PV这个API对象，捕获了诸如NFS、ISCSI、或其他云存储系统的实现细节
pv有两种提供方式：静态和动态
静态PV：集群管理员创建多个PV，它们携带着真实存储的详细信息，它们存在于Kubernetes API中，并可用于存储使用
动态PV：当管理员创建的静态PV都不匹配用户的PVC时，集群可能会尝试专门地供给volume给PVC。这种供给基于StorageClass
PersistentVolumeClaim(pvc)
是用户的一种存储请求
它和Pod类似，Pod消耗Node资源，而PVC消耗PV资源
Pod能够请求特定的资源（如CPU和内存)。PVC能够请求指定的大小和访问的模式持久卷配置
PVC与PV的绑定是一对一的映射。没找到匹配的PV，那么PVC会无限期得处于unbound未绑定状态
volumes访问模式
ReadWriteOnce -- 该volume只能被单个节点以读写的方式映射
ReadOnlyMany -- 该volume可以被多个节点以只读方式映射
ReadWriteMany -- 该volume可以被多个节点以读写的方式映射
在命令行中，访问模式可以简写为：
RWO - ReadWriteOnce
ROX - ReadOnlyMany
RWX – ReadWriteMany
volumes回收策略
Retain：保留，需要手动回收
Recycle：回收，自动删除卷中数据（在当前版本中已经废弃）
Delete：删除，相关联的存储资产，如AWS EBS，GCE PD，Azure Disk，or OpenStack Cinder卷都会被删除
[root@reg ~]# mkdir /pod-data/pv{1..3}
[root@master storage]# vim pv.yml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: pv1
spec:
capacity:
storage: 5Gi
volumeMode: Filesystem
accessModes:
- ReadWriteOnce
persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
storageClassName: nfs
nfs:
path: /pod-date/pv1
server: 192.168.234.10
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: pv2
spec:
capacity:
storage: 10Gi
volumeMode: Filesystem
accessModes:
- ReadOnlyMany
persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
storageClassName: nfs
nfs:
path: /pod-date/pv2
server: 192.168.234.10
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: pv3
spec:
capacity:
storage: 15Gi
volumeMode: Filesystem
accessModes:
- ReadWriteMany
persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
storageClassName: nfs
nfs:
path: /pod-date/pv3
server: 192.168.234.10#建立pvc，pvc是pv使用的申请，需要保证和pod在一个namesapce中
[root@master storage]# vim pvc.yml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: pvc1
spec:
storageClassName: nfs-client
accessModes:
- ReadWriteMany
resources:
requests:
storage: 1G
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: pvc2
spec:
storageClassName: nfs-client
accessModes:
- ReadWriteMany
resources:
requests:
storage: 10Gi
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: pvc3
spec:
storageClassName: nfs-client
accessModes:
- ReadOnlyMany
resources:
requests:
storage: 15Gi
存储类storageclass
StorageClass提供了一种描述存储类（class)的方法，不同的class可能会映射到不同的服务质量等级和备份策略或其他策略等。
每个 StorageClass 都包含 provisioner、parameters 和 reclaimPolicy 字段， 这些字段会在StorageClass需要动态分配 PersistentVolume 时会使用到
StorageClass的属性
Provisioner（存储分配器)：用来决定使用哪个卷插件分配 PV，该字段必须指定。可以指定内部分配器，也可以指定外部分配器。外部分配器的代码地址为： kubernetes-incubator/external-storage，其中包括NFS和Ceph等。
Reclaim Policy（回收策略）：通过reclaimPolicy字段指定创建的Persistent Volume的回收策略，回收策略包括：Delete 或者 Retain，没有指定默认为Delete。
存储分配器NFS Client Provisioner
NFS Client Provisioner是一个automatic provisioner，使用NFS作为存储，自动创建PV和对应的PVC，本身不提供NFS存储，需要外部先有一套NFS存储服务。
PV以 ${namespace}-${pvcName}-${pvName}的命名格式提供（在NFS服务器上)
PV回收的时候以 archieved-${namespace}-${pvcName}-${pvName} 的命名格式（在NFS服务器上)
部署NFS Client Provisioner
创建sa并授权
[root@master storage]# vim rbac.yml
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
name: nfs-client-provisioner
---
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
name: nfs-client-provisioner
namespace: nfs-client-provisioner
---
kind: ClusterRole
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
name: nfs-client-provisioner-runner
rules:
- apiGroups: [""]
resources: ["nodes"]
verbs: ["get", "list", "watch"]
- apiGroups: [""]
resources: ["persistentvolumes"]
verbs: ["get", "list", "watch", "create", "delete"]
- apiGroups: [""]
resources: ["persistentvolumeclaims"]
verbs: ["get", "list", "watch", "update"]
- apiGroups: ["storage.k8s.io"]
resources: ["storageclasses"]
verbs: ["get", "list", "watch"]
- apiGroups: [""]
resources: ["events"]
verbs: ["create", "update", "patch"]
---
kind: ClusterRoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
name: run-nfs-client-provisioner
subjects:
- kind: ServiceAccount
name: nfs-client-provisioner
namespace: nfs-client-provisioner
roleRef:
kind: ClusterRole
name: nfs-client-provisioner-runner
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
---
kind: Role
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
name: leader-locking-nfs-client-provisioner
namespace: nfs-client-provisioner
rules:
- apiGroups: [""]
resources: ["endpoints"]
verbs: ["get", "list", "watch", "create", "update", "patch"]
---
kind: RoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
name: leader-locking-nfs-client-provisioner
namespace: nfs-client-provisioner
subjects:
- kind: ServiceAccount
name: nfs-client-provisioner
namespace: nfs-client-provisioner
roleRef:
kind: Role
name: leader-locking-nfs-client-provisioner
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io[root@master storage]# vim deployment.yml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nfs-client-provisioner
labels:
app: nfs-client-provisioner
namespace: nfs-client-provisioner
spec:
replicas: 1
strategy:
type: Recreate
selector:
matchLabels:
app: nfs-client-provisioner
template:
metadata:
labels:
app: nfs-client-provisioner
spec:
serviceAccountName: nfs-client-provisioner
containers:
- name: nfs-client-provisioner
image: sig-storage/nfs-subdir-external-provisioner:v4.0.2
volumeMounts:
- name: nfs-client-root
mountPath: /persistentvolumes
env:
- name: PROVISIONER_NAME
value: k8s-sigs.io/nfs-subdir-external-provisioner
- name: NFS_SERVER
value: 192.168.234.10
- name: NFS_PATH
value: /pod-date
volumes:
- name: nfs-client-root
nfs:
server: 192.168.234.10
path: /pod-date
~创建存储类
[root@master storage]# vim class.yml
apiVersion: storage.k8s.io/v1
kind: StorageClass
metadata:
name: nfs-client
provisioner: k8s-sigs.io/nfs-subdir-external-provisioner
parameters:
archiveOnDelete: "false"创建pvc
statefulset控制器
功能特性
Statefulset是为了管理有状态服务的问提设计的
StatefulSet将应用状态抽象成了两种情况：
拓扑状态：应用实例必须按照某种顺序启动。新创建的Pod必须和原来Pod的网络标识一样
存储状态：应用的多个实例分别绑定了不同存储数据。
StatefulSet给所有的Pod进行了编号，编号规则是：$(statefulset名称)-$(序号)，从0开始。
Pod被删除后重建，重建Pod的网络标识也不会改变,Pod的拓扑状态按照Pod的“名字+编号”的方式固定下来,并且为每个Pod提供了一个固定且唯一的访问入口,Pod对应的DNS记录。
StatefulSet的组成部分
Headless Service：用来定义pod网络标识，生成可解析的DNS记录
volumeClaimTemplates：创建pvc，指定pvc名称大小，自动创建pvc且pvc由存储类供应。
StatefulSet：管理pod的
#建立无头服务
[root@master storage]# vim headless.yml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
labels:
app: nginx
name: nginx-svc
spec:
clusterIP: None
selector:
app: nginx
type: ClusterIP
[root@master storage]# kubectl apply -f headless.yml
service/nginx-svc created
#建立statefulset
[root@master storage]# vim stateful.yml
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
labels:
app: nginx
name: nginx
spec:
serviceName: "nginx-svc"
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- image: nginx
name: nginx
volumeMounts:
- name: www
mountPath: /usr/share/nginx/html
volumeClaimTemplates:
- metadata:
name: www
spec:
storageClassName: nfs-client
accessModes:
- ReadWriteOnce
resources:
requests:
storage: 1Gi
#为每个pod建立index.html文件
K8s的调度
在默认情况下，一个Pod在哪个Node节点上运行，是由Scheduler组件采用相应的算法计算出来的，这个过程是不受人工控制的。但是在实际使用中，这并不满足的需求，因为很多情况下，我们想控制某些Pod到达某些节点上，那么应该怎么做呢？这就要求了解kubernetes对Pod的调度规则，kubernetes提供了四大类调度方式：
自动调度：运行在哪个节点上完全由Scheduler经过一系列的算法计算得出
定向调度：NodeName、NodeSelector
亲和性调度：NodeAffinity、PodAffinity、PodAntiAffinity
污点（容忍）调度：Taints、Toleration
定向调度
定向调度，指的是利用在pod上声明nodeName或者nodeSelector，以此将Pod调度到期望的node节点上。注意，这里的调度是强制的，这就意味着即使要调度的目标Node不存在，也会向上面进行调度，只不过pod运行失败而已。
NodeName
NodeName用于强制约束将Pod调度到指定的Name的Node节点上。这种方式，其实是直接跳过 Scheduler的调度逻辑，直接将Pod调度到指定名称的节点。
创建一个pod-nodename.yaml文件
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-nodename
namespace: dev
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.17.1
nodeName: k8s-worker01 # 指定调度到k8s-worker01节点上#创建Pod
[root@master ~]# kubectl create -f pod-nodename.yaml
pod/pod-nodename created
#查看Pod调度到NODE属性，确实是调度到了node1节点上
[root@master ~]# kubectl get pod pod-nodename -n dev -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE ......
pod-nodename 1/1 Running 0 56s 10.244.1.87 k8s-worker01 ......
# 接下来，删除pod，修改nodeName的值为k8s-worker03（并没有k8s-worker03节点）
[root@master ~]# kubectl delete -f pod-nodename.yaml
pod "pod-nodename" deleted
[root@master ~]# vim pod-nodename.yaml
[root@master ~]# kubectl create -f pod-nodename.yaml
pod/pod-nodename created
#再次查看，发现已经向Node3节点调度，但是由于不存在k8s-worker03节点，所以pod无法正常运行
[root@master ~]# kubectl get pods pod-nodename -n dev -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE ......
pod-nodename 0/1 Pending 0 6s <none> k8s-worker03 ...... NodeSelector
NodeSelector用于将pod调度到添加了指定标签的node节点上。它是通过kubernetes的labelselector机制实现的，也就是说，在pod创建之前，会由scheduler使用MatchNodeSelector调度策略进 行label匹配，找出目标node，然后将pod调度到目标节点，该匹配规则是强制约束。创建一个pod-nodeselector.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-nodeselector
namespace: dev
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.17.1
nodeSelector:
nodeenv: pro # 指定调度到具有nodeenv=pro标签的节点上#创建Pod
[root@master ~]# kubectl create -f pod-nodeselector.yaml
pod/pod-nodeselector created
#查看Pod调度到NODE属性，确实是调度到了node1节点上
[root@master ~]# kubectl get pods pod-nodeselector -n dev -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE
......
pod-nodeselector 1/1 Running 0 47s 100.119.84.73 k8s-worker01
......
# 接下来，删除pod，修改nodeSelector的值为nodeenv: hhh（不存在打有此标签的节点）
[root@master ~]# kubectl delete -f pod-nodeselector.yaml
pod "pod-nodeselector" deleted
[root@master ~]# vim pod-nodeselector.yaml
[root@master ~]# kubectl create -f pod-nodeselector.yaml
pod/pod-nodeselector created
#再次查看，发现pod无法正常运行,Node的值为none
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE
pod-nodeselector 0/1 Pending 0 2m20s <none> <none>
# 查看详情,发现node selector匹配失败的提示
[root@master ~]# kubectl describe pods pod-nodeselector -n dev
.......
Events:
Type Reason Age From Message
---- ------ ---- ---- -------
Warning FailedScheduling <unknown> default-scheduler 0/3 nodes are
available: 3 node(s) didn't match node selector.
Warning FailedScheduling <unknown> default-scheduler 0/3 nodes are
available: 3 node(s) didn't match node selector.亲和性调度
亲和性调度在NodeSelector的基础之上进行了扩展，可以通过配置的形式，实现优先选择满足条件的Node进行调度，如果没有，也可以调度到不满足条件的节点上，使调度更加灵活。
Affinity主要分为三类：
nodeAffinity(node亲和性）: 以node为目标，解决pod可以调度到哪些node的问题
podAffinity(pod亲和性) : 以pod为目标，解决pod可以和哪些已存在的pod部署在同一个拓扑域中的问题
podAntiAffinity(pod反亲和性) : 以pod为目标，解决pod不能和哪些已存在pod部署在同一个拓扑域中的问题
pod.spec.affinity.nodeAffinity
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution Node节点必须满足指定的所有规则才可
以，相当于硬限制
nodeSelectorTerms 节点选择列表
matchFields 按节点字段列出的节点选择器要求列表
matchExpressions 按节点标签列出的节点选择器要求列表(推荐)
key 键
values 值
operator 关系符 支持Exists, DoesNotExist, In, NotIn, Gt, Lt
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution 优先调度到满足指定的规则的Node，相当
于软限制 (倾向)
preference 一个节点选择器项，与相应的权重相关联
matchFields 按节点字段列出的节点选择器要求列表
matchExpressions 按节点标签列出的节点选择器要求列表(推荐)
key 键
values 值
operator 关系符 支持In, NotIn, Exists, DoesNotExist, Gt, Lt
weight 倾向权重，在范围1-100。
关系符的使用说明:
- matchExpressions:
- key: nodeenv # 匹配存在标签的key为nodeenv的节点
operator: Exists
- key: nodeenv # 匹配标签的key为nodeenv,且value是"xxx"或"yyy"的节点
operator: In
values: ["xxx","yyy"]
- key: nodeenv # 匹配标签的key为nodeenv,且value大于"xxx"的节点
operator: Gt
values: "xxx"pod.spec.affinity.nodeAffinity
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution Node节点必须满足指定的所有规则才可
以，相当于硬限制
nodeSelectorTerms 节点选择列表
matchFields 按节点字段列出的节点选择器要求列表
matchExpressions 按节点标签列出的节点选择器要求列表(推荐)
key 键
values 值
operator 关系符 支持Exists, DoesNotExist, In, NotIn, Gt, Lt
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution 优先调度到满足指定的规则的Node，相当
于软限制 (倾向)
preference 一个节点选择器项，与相应的权重相关联
matchFields 按节点字段列出的节点选择器要求列表
matchExpressions 按节点标签列出的节点选择器要求列表(推荐)
key 键
values 值
operator 关系符 支持In, NotIn, Exists, DoesNotExist, Gt, Lt
weight 倾向权重，在范围1-100。
关系符的使用说明:
- matchExpressions:
- key: nodeenv # 匹配存在标签的key为nodeenv的节点
operator: Exists
- key: nodeenv # 匹配标签的key为nodeenv,且value是"xxx"或"yyy"的节点
operator: In
values: ["xxx","yyy"]
- key: nodeenv # 匹配标签的key为nodeenv,且value大于"xxx"的节点
operator: Gt
values: "xxx"NodeAffinity规则设置的注意事项：
1 如果同时定义了nodeSelector和nodeAffinity，那么必须两个条件都得到满足，Pod才能运行在指定的Node上
2 如果nodeAffinity指定了多个nodeSelectorTerms，那么只需要其中一个能够匹配成功即可
3 如果一个nodeSelectorTerms中有多个matchExpressions ，则一个节点必须满足所有的才能匹配成功
4 如果一个pod所在的Node在Pod运行期间其标签发生了改变，不再符合该Pod的节点亲和性需求，则系统将忽略此变化
PodAffinity
首先来看一下 PodAffinity 的可配置项：
pod.spec.affinity.podAffinity
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution 硬限制
namespaces 指定参照pod的namespace
topologyKey 指定调度作用域
labelSelector 标签选择器
matchExpressions 按节点标签列出的节点选择器要求列表(推荐)
key 键
values 值
operator 关系符 支持In, NotIn, Exists, DoesNotExist.
matchLabels 指多个matchExpressions映射的内容
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution 软限制
podAffinityTerm 选项
namespaces
topologyKey
labelSelector
matchExpressions
key 键
values 值
operator
matchLabels
weight 倾向权重，在范围1-100
topologyKey用于指定调度时作用域,例如:
如果指定为kubernetes.io/hostname，那就是以Node节点为区分范围
如果指定为beta.kubernetes.io/os,则以Node节点的操作系统类型来区分创建一个参照Pod，pod-podaffinity-target.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-podaffinity-target
namespace: dev
labels:
podenv: pro #设置标签
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.17.1
nodeName: node1 # 将目标pod名确指定到node1上# 启动目标pod
[root@master ~]# kubectl create -f pod-podaffinity-target.yaml
pod/pod-podaffinity-target created
# 查看pod状况
[root@master ~]# kubectl get pods pod-podaffinity-target -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod-podaffinity-target 1/1 Running 0 4s
创建pod-podaffinity-required.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-podaffinity-required
namespace: dev
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.17.1
affinity: #亲和性设置
podAffinity: #设置pod亲和性
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: # 硬限制
- labelSelector:
matchExpressions: # 匹配env的值在["xxx","yyy"]中的标签
- key: podenv
operator: In
values: ["xxx","yyy"]
topologyKey: kubernetes.io/hostname新Pod必须要与拥有标签nodeenv=xxx或者nodeenv=yyy的pod在同一Node 上，显然现在没有这样pod
# 启动pod
[root@master ~]# kubectl create -f pod-podaffinity-required.yaml
pod/pod-podaffinity-required created
# 查看pod状态，发现未运行
[root@master ~]# kubectl get pods pod-podaffinity-required -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod-podaffinity-required 0/1 Pending 0 9s
# 查看详细信息
[root@master ~]# kubectl describe pods pod-podaffinity-required -n dev
......
Events:
Type Reason Age From Message
---- ------ ---- ---- -------
Warning FailedScheduling <unknown> default-scheduler 0/3 nodes are
available: 2 node(s) didn't match pod affinity rules, 1 node(s) had taints that
the pod didn't tolerate.
# 接下来修改 values: ["xxx","yyy"]----->values:["pro","yyy"]
# 意思是：新Pod必须要与拥有标签nodeenv=xxx或者nodeenv=yyy的pod在同一Node上
[root@master ~]# vim pod-podaffinity-required.yaml
# 然后重新创建pod，查看效果
[root@master ~]# kubectl delete -f pod-podaffinity-required.yaml
pod "pod-podaffinity-required" deleted
[root@master ~]# kubectl create -f pod-podaffinity-required.yaml
pod/pod-podaffinity-required created
# 发现此时Pod运行正常
[root@master ~]# kubectl get pods pod-podaffinity-required -n dev
NAME READY STATUS RESTARTS AGE LABELS
pod-podaffinity-required 1/1 Running 0 6s <none>PodAntiAffinity
创建pod-podantiaffinity-required.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod-podantiaffinity-required
namespace: dev
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.17.1
affinity: #亲和性设置
podAntiAffinity: #设置pod亲和性
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: # 硬限制
- labelSelector:
matchExpressions: # 匹配podenv的值在["pro"]中的标签
- key: podenv
operator: In
values: ["pro"]
topologyKey: kubernetes.io/hostname新Pod必须要与拥有标签nodeenv=pro的pod不在同一Node上
# 创建pod
[root@master ~]# kubectl create -f pod-podantiaffinity-required.yaml
pod/pod-podantiaffinity-required created
# 查看pod
# 发现调度到了node2上
[root@master ~]# kubectl get pods pod-podantiaffinity-required -n dev -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP
NODE ..
pod-podantiaffinity-required 1/1 Running 0 30s 10.244.1.96
node2 ..污点和容忍
污点（Taints）
前面的调度方式都是站在Pod的角度上，通过在Pod上添加属性，来确定Pod是否要调度到指定的
Node上，其实我们也可以站在Node的角度上，通过在Node上添加污点属性，来决定是否允许Pod调度过来。
Node被设置上污点之后就和Pod之间存在了一种相斥的关系，进而拒绝Pod调度进来，甚至可以将已经存在的Pod驱逐出去。
污点的格式为： key=value:effect , key和value是污点的标签，effect描述污点的作用，支持如下三个选项：
PreferNoSchedule：kubernetes将尽量避免把Pod调度到具有该污点的Node上，除非没有其他节点可调度
NoSchedule：kubernetes将不会把Pod调度到具有该污点的Node上，但不会影响当前Node上已存在的Pod
NoExecute：kubernetes将不会把Pod调度到具有该污点的Node上，同时也会将Node上已存在的Pod驱离
#首先要暂停节点2
[root@k8s-worker02 ~]# systemctl stop kubelet.service
# 为node1设置污点(PreferNoSchedule)
[root@master ~]# kubectl taint nodes k8s-worker01 tag=openlab:PreferNoSchedule
# 创建pod1
[root@master ~]# kubectl run taint1 --image=nginx:1.17.1 -n dev
[root@master ~]# kubectl get pod -n dev -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE
taint1 1/1 Running 0 22s 100.119.84.74 k8s-worker01
# 为node1设置污点(取消PreferNoSchedule，设置NoSchedule)
[root@master ~]# kubectl taint nodes k8s-worker01 tag:PreferNoSchedule-
[root@master ~]# kubectl taint nodes k8s-worker01 tag=openlab:NoSchedule
# 创建pod2
[root@master ~]# kubectl run taint2 --image=nginx:1.17.1 -n dev
[root@master ~]# kubectl get pod taint2 -n dev -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE
taint2 0/1 Pending 0 15s <none> <none>
# 为node1设置污点(取消NoSchedule，设置NoExecute)
[root@master ~]# kubectl taint nodes k8s-worker01 tag:NoSchedule-
[root@master ~]# kubectl taint nodes k8s-worker01 tag=openlab:NoExecute
# 创建pod3
[root@master ~]# kubectl run taint3 --image=nginx:1.17.1 -n dev
[root@master ~]# kubectl get pod taint3 -n dev -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE
taint3 0/1 Pending 0 8s <none> <none> 容忍（Toleration）
上面介绍了污点的作用，我们可以在node上添加污点用于拒绝pod调度上来，但是如果就是想将一个 pod调度到一个有污点的node上去，这时候应该怎么做呢？这就要使用到容忍。
污点就是拒绝，容忍就是忽略，Node通过污点拒绝pod调度上去，Pod通过容忍忽略拒绝
由于已经在节点1上打上了 NoExecute 的污点，此时pod是调度不上去的，可以通过给pod添加容忍，然后将其调度上去
容忍的详细配置：
[root@master ~]# kubectl explain pod.spec.tolerations
......
FIELDS:
key # 对应着要容忍的污点的键，空意味着匹配所有的键
value # 对应着要容忍的污点的值
operator # key-value的运算符，支持Equal和Exists（默认）
effect # 对应污点的effect，空意味着匹配所有影响
tolerationSeconds # 容忍时间, 当effect为NoExecute时生效，表示pod在Node上的停留时间Authentication（认证）
认证方式现共有8种，可以启用一种或多种认证方式，只要有一种认证方式通过，就不再进行其它方式的认证。通常启用X509 Client Certs和Service Accout Tokens两种认证方式。
Kubernetes集群有两类用户：由Kubernetes管理的Service Accounts （服务账户）和（Users Accounts） 普通账户。k8s中账号的概念不是我们理解的账号，它并不真的存在，它只是形式上存在。
Authorization（授权）
必须经过认证阶段，才到授权请求，根据所有授权策略匹配请求资源属性，决定允许或拒绝请求。授权方式现共有6种，AlwaysDeny、AlwaysAllow、ABAC、RBAC、Webhook、Node。默认集群强制开启RBAC。
Admission Control（准入控制）
用于拦截请求的一种方式，运行在认证、授权之后，是权限认证链上的最后一环，对请求API资源对象进行修改和校验。
ServiceAccount
服务账户控制器（Service account controller）
服务账户管理器管理各命名空间下的服务账户
每个活跃的命名空间下存在一个名为 “default” 的服务账户
服务账户准入控制器（Service account admission controller）
相似pod中 ServiceAccount默认设为 default。
保证 pod 所关联的 ServiceAccount 存在，否则拒绝该 pod。
如果pod不包含ImagePullSecrets设置那么ServiceAccount中的ImagePullSecrets 被添加到pod中
将挂载于 /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount 的 volumeSource 添加到 pod 下的每个容器中
将一个包含用于 API 访问的 token 的 volume 添加到 pod 中
认证(在k8s中建立认证用户)
创建UserAccount
#建立证书
[root@k8s-master auth]# cd /etc/kubernetes/pki/
[root@k8s-master pki]# openssl genrsa -out timinglee.key 2048
[root@k8s-master pki]# openssl req -new -key timinglee.key -out timinglee.csr -subj "/CN=timinglee"
[root@k8s-master pki]# openssl x509 -req -in timinglee.csr -CA ca.crt -CAkey ca.key -CAcreateserial -out timinglee.crt -days 365
Certificate request self-signature ok
[root@k8s-master pki]# openssl x509 -in timinglee.crt -text -noout
Certificate:
Data:
Version: 1 (0x0)
Serial Number:
76:06:6c:a7:36:53:b9:3f:5a:6a:93:3a:f2:e8:82:96:27:57:8e:58
Signature Algorithm: sha256WithRSAEncryption
Issuer: CN = kubernetes
Validity
Not Before: Sep 8 15:59:55 2024 GMT
Not After : Sep 8 15:59:55 2025 GMT
Subject: CN = timinglee
Subject Public Key Info:
Public Key Algorithm: rsaEncryption
Public-Key: (2048 bit)
Modulus:
00:a6:6d:be:5d:7f:4c:bf:36:96:dc:4e:1b:24:64:
f7:4b:57:d3:45:ad:e8:b5:07:e7:78:2b:9e:6e:53:
2f:16:ff:00:f4:c8:41:2c:89:3d:86:7c:1b:16:08:
2e:2c:bc:2c:1e:df:60:f0:80:60:f9:79:49:91:1d:
9f:47:16:9a:d1:86:c7:4f:02:55:27:12:93:b7:f4:
07:fe:13:64:fd:78:32:8d:12:d5:c2:0f:be:67:65:
f2:56:e4:d1:f6:fe:f6:d5:7c:2d:1d:c8:90:2a:ac:
3f:62:85:9f:4a:9d:85:73:33:26:5d:0f:4a:a9:14:
12:d4:fb:b3:b9:73:d0:a3:be:58:41:cb:a0:62:3e:
1b:44:ef:61:b5:7f:4a:92:5b:e3:71:77:99:b4:ea:
4d:27:80:14:e9:95:4c:d5:62:56:d6:54:7b:f7:c2:
ea:0e:47:b2:19:75:59:22:00:bd:ea:83:6b:cd:12:
46:7a:4a:79:83:ee:bc:59:6f:af:8e:1a:fd:aa:b4:
bd:84:4d:76:38:e3:1d:ea:56:b5:1e:07:f5:39:ef:
56:57:a2:3d:91:c0:3f:38:ce:36:5d:c7:fe:5e:0f:
53:75:5a:f0:6e:37:71:4b:90:03:2f:2e:11:bb:a1:
a1:5b:dc:89:b8:19:79:0a:ee:e9:b5:30:7d:16:44:
4a:53
Exponent: 65537 (0x10001)
Signature Algorithm: sha256WithRSAEncryption
Signature Value:
62:db:0b:58:a9:59:57:91:7e:de:9e:bb:20:2f:24:fe:b7:7f:
33:aa:d5:74:0e:f9:96:ce:1b:a9:65:08:7f:22:6b:45:ee:58:
68:d8:26:44:33:5e:45:e1:82:b2:5c:99:41:6b:1e:fa:e8:1a:
a2:f1:8f:44:22:e1:d6:58:5f:4c:28:3d:e0:78:21:ea:aa:85:
08:a5:c8:b3:34:19:d3:c7:e2:fe:a2:a4:f5:68:18:53:5f:ff:
7d:35:22:3c:97:3d:4e:ad:62:5f:bb:4d:88:fb:67:f4:d5:2d:
81:c8:2c:6c:5e:0e:e2:2c:f5:e9:07:34:16:01:e2:bf:1f:cd:
6a:66:db:b6:7b:92:df:13:a1:d0:58:d8:4d:68:96:66:e3:00:
6e:ce:11:99:36:9c:b3:b5:81:bf:d1:5b:d7:f2:08:5e:7d:ea:
97:fe:b3:80:d6:27:1c:89:e6:f2:f3:03:fc:dc:de:83:5e:24:
af:46:a6:2a:8e:b1:34:67:51:2b:19:eb:4c:78:12:ac:00:4e:
58:5e:fd:6b:4c:ce:73:dd:b3:91:73:4a:d6:6f:2c:86:25:f0:
6a:fb:96:66:b3:39:a4:b0:d9:46:c2:fc:6b:06:b2:90:9c:13:
e1:02:8b:6f:6e:ab:cf:e3:21:7e:a9:76:c1:38:15:eb:e6:2d:
a5:6f:e5:ab#建立k8s中的用户
[root@k8s-master pki]# kubectl config set-credentials timinglee --client-certificate /etc/kubernetes/pki/timinglee.crt --client-key /etc/kubernetes/pki/timinglee.key --embed-certs=true
User "timinglee" set.#为用户创建集群的安全上下文
root@k8s-master pki]# kubectl config set-context timinglee@kubernetes --cluster kubernetes --user timinglee
Context "timinglee@kubernetes" created.
#切换用户，用户在集群中只有用户身份没有授权
[root@k8s-master ~]# kubectl config use-context timinglee@kubernetes
Switched to context "timinglee@kubernetes".
[root@k8s-master ~]# kubectl get pods
Error from server (Forbidden): pods is forbidden: User "timinglee" cannot list resource "pods" in API group "" in the namespace "default"
#切换会集群管理
[root@k8s-master ~]# kubectl config use-context kubernetes-admin@kubernetes
Switched to context "kubernetes-admin@kubernetes".RBAC（Role Based Access Control）
基于角色访问控制授权：
允许管理员通过Kubernetes API动态配置授权策略。RBAC就是用户通过角色与权限进行关联。
RBAC只有授权，没有拒绝授权，所以只需要定义允许该用户做什么即可
RBAC的三个基本概念
Subject：被作用者，它表示k8s中的三类主体， user， group， serviceAccount
Role：角色，它其实是一组规则，定义了一组对 Kubernetes API 对象的操作权限。
RoleBinding：定义了“被作用者”和“角色”的绑定关系
RBAC包括四种类型：Role、ClusterRole、RoleBinding、ClusterRoleBinding
Role 和 ClusterRole
Role是一系列的权限的集合，Role只能授予单个namespace 中资源的访问权限。
ClusterRole 跟 Role 类似，但是可以在集群中全局使用。
Kubernetes 还提供了四个预先定义好的 ClusterRole 来供用户直接使用
cluster-amdin、admin、edit、view
role授权
[root@k8s-master rbac]# kubectl create role myrole --dry-run=client --verb=get --resource pods -o yaml > myrole.yml
[root@master rbac]# vim myrole.yml
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: Role
metadata:
name: myrole
rules:
- apiGroups:
- ""
resources:
- pods
verbs:
- get
- watch
- list
- create
- update
- path
- delete
- apiGroups:
- ""
resources:
- services
verbs:
- get
- watch
- list
- create
- update
- path
- delete
[root@k8s-master rbac]# kubectl apply -f myrole.yml
role.rbac.authorization.k8s.io/myrole configured
#建立角色绑定
[root@k8s-master rbac]# kubectl create rolebinding timinglee --role myrole --namespace default --user timinglee --dry-run=client -o yaml > rolebinding-myrole.yml
[root@k8s-master rbac]# vim rolebinding-myrole.yml
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: RoleBinding
metadata:
name: timinglee
namespace: default
roleRef:
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
kind: Role
name: myrole
subjects:
- apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
kind: User
name: timinglee
[root@master schedule]# kubectl apply -f rolebinding-myrole.yml
rolebinding.rbac.authorization.k8s.io/timinglee created
#切换用户测试授权
[root@k8s-master rbac]# kubectl config use-context timinglee@kubernetes
Switched to context "timinglee@kubernetes".#切换回管理员
[root@k8s-master rbac]# kubectl config use-context kubernetes-admin@kubernetes
Switched to context "kubernetes-admin@kubernetes".
clusterrole授权实施
#建立集群角色
[root@k8s-master rbac]# kubectl create clusterrole myclusterrole --resource=deployment --verb get --dry-run=client -o yaml > myclusterrole.yml
[root@master schedule]# vim myclusterrole.yml
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRole
metadata:
name: myclusterrole
rules:
- apiGroups:
- ""
resources:
- pods
verbs:
- get
- watch
- list
- create
- update
- path
- delete
- apiGroups:
- ""
resources:
- services
verbs:
- get
- watch
- list
- create
- update
- path
- delete
- apiGroups:
- ""
resources:
- deployments
verbs:
- get
- watch
- list
- create
- update
- path
- delete#建立集群角色绑定
[root@k8s-master rbac]# kubectl create clusterrolebinding clusterrolebind-myclusterrole --clusterrole myclusterrole --user timinglee --dry-run=client -o yaml > clusterrolebind-myclusterrole.yml
[root@k8s-master rbac]# vim clusterrolebind-myclusterrole.yml
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
name: clusterrolebind-myclusterrole
roleRef:
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
kind: ClusterRole
name: myclusterrole
subjects:
- apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
kind: User
name: timinglee
纵情码海钱塘涌，杭州开发者创新动！ 属于杭州的开发者社区！致力于为杭州地区的开发者提供学习、合作和成长的机会；同时也为企业交流招聘提供舞台！
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