【K8S 概述】

K8S 是容器化集群管理系统，进行容器化应用部署。使部署更加简洁高效。

【K8S 特性】

1、自动装箱
2、自我修复
当容器失败时，会自动重启
3、水平扩展
4、服务发现/负载均衡
5、滚动更新
6、版本回退
7、密钥和配置管理
8、存储编排
9、批处理
提供一次性任务，定时任务

【K8S 架构】

K8S 包括：Master 节点（管理节点）和 node 节点（工作节点）

1、Master 节点包含主要组件：
	1）APIServer：集群统一入口，以 restful 方式，交给 etcd 存储
	2）scheduler：节点高度，选择 node 节点应用部署
	3）controller-manager：资源管理，处理集群中常规的后台任务，一类资源对应一个控制器（CPU/内存/...）
	4）etcd：K-V 数据库，用于保存集群相关数据
2、node 节点包含订要组件：
	1）kubelet：master 派到 node 节点的代表，用于 master 管理 node 节点
	2）kube-proxy：提供网络代理、负载均衡等操作
	3）docker

【K8S 核心概念】

1、pod
	* 最小部署单元
	* 一组容器的集合（pod 里可以包含多个容器）
	* 同一 pod 中的容器是共享网络的
	* 生命同期是短暂的
2、controller
	* 确保预期的 pod 副本数量
	* 无状态应用部署
	* 有状态应用部署
	* 确保所有的 node 运行同一个 pod
	* 一次性任务和定时任务
3、service
	* 定义一组 pod 的访问规则

【】

kubeadm init：从指定镜像库拉取k8s镜像到指定机器（本机/master机器），并配置服务网段。
拉取时可通过 docker images 查看拉取情况

init 化完成时会在终端输出如下信息：

将上述输出内容在 node 节点上执行，将 node 加入 master 管理：

然后就可以通过 kubectl get nodes 查看节点信息

【kubectl】

kubernetes 集群命令行工具 kubectl。

1、kubectl 命令语法格式：kubectl [command] [TYPE] [NAME] [flags]
	1）command：指定要对资源执行的操作，如 create、get、describe、delete
	2）TYPE：指定资源类型，资源类型大小写敏感，开发者可以使用单数、复数和缩略的形式。如 
		kubectl pod pod1
		kubectl pods pod1
		kubectl po pod1
	3）NAME：指定资源的名称，名称也大小写敏感。如果省略名称则显示所有的资源，如 kubectl get pods
	4）flags：指定可选的参数。如，可用 -s 或 - server 参数指定 k8s api server 的地址和端口

2、帮助命令
获取 kubectl 帮助方法：kubectl --help
	具体查看某个操作：kubectl [command] --help，如 kubectl get --help

3、kubectl 命令集


（3）故障和调试命令

K8S 命令：
kubectl [command] [type] [name] [flags]
    command: 命令，get/create/describe/delete/...
    type: 类型，node/pod/...
    name：名称
    flags：参数

    例：kubectl get pods k8spod1

查看帮助：
    kubectl --help

查看具体命令帮助：
    kubectl [command] --help
    例：kubectl get --help

同时查看多类信息：kubectl get pod,svc    

常用命令：
    1）创建 deployment
        kubectl create deployment nginx --image=nginx
    2）暴露端口
        kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort

    kubectl get pods
    kubectl get pod
    kubectl get svc
    kubectl get cs
    kubectl get nodes
    kubectl apply -f

查看 API 版本 apiVersion：
    kubectl api-versions

查看资源类型 kind：
    kubectl api-resources

如何快速编写 yaml 文件：
    1) 使用 kubectl create 命令生成 yaml 文件
        kubectl create deployment web --image=nginx -o yaml --dry-run
        kubectl create deployment web --image=nginx -o yaml --dry-run > mydemo.yaml

    2) 使用 kubectl get 命令导出 yaml 文件
        kubectl get deploy nginx -o=yaml --export
        kubectl get deploy nginx -o=yaml --export > mydemo2.yaml

【YAML 文件】

• 资源清单文件
• 资源编排

1、语法格式

	* 通过缩进表示层级关系
	* 不能使用 Tab 进行缩进，只能使用空格
	* 一般开头缩进两个空格
	* 字符后缩进一个空格，比如冒号、逗号等后面
	* 使用三个小横杠 --- 表示新的 yaml 文件开始
	* 使用 # 表示注释

2、yaml 文件组成部分
1）控制器定义
2）被控制对象

3、常用字段含义

【如何快速生成 yaml 文件】

法一：使用 kubectl create 命令生成 yaml 文件
kubectl create deployment web --image=nginx -o yaml --dry-run
kubectl create deployment web --image=nginx -o yaml --dry-run > my.yaml

法二：使用 kubectl get 命令导出 yaml 文件
kubectl get deploy nginx -o=yaml --export > my2.yaml

【pod】

1、基本概念

1）最小的部署单元
2）一个 pod 里包含一个或多个容器
3）一个 pod 中的容器是共享网络命名空间（共享网络）
4）pod 是短暂的

每个 pod 都有一个特殊容器 pause 容器，被称为根容器。除了Pause 容器，每个Pod还包含一个或多个紧密相关的用户业务容器。

2、pod 存在的意义
1）创建容器使用 docker，一个 docker 对应的是一个容器，一个容器里有一个进程，一个容器运行一个应用程序。（docker 是单进程程序）
2）pod 是多进程设计，可以运行多个应用程序。
 * 一个 pod 有多个容器，一个容器里面运行一个应用程序
3）pod 存在也是为了亲密性应用
 * 多个应用之间进行交互
 * 网络之前的调用
 * 两个应用之间需要频繁调用

3、pod 的实现机制
1）共享网络

容器本身之间是相互隔离的（通过 namespace、group实现）

pod 实现共享网络机制：
通过 Pause 容器，把其他业务容器加入到 Pause 容器里，让所有业务容器在同一名称空间中，以实现网络共享。

2）共享存储
引入一个数据卷概念 Volumn，实现数据持久化

2、影响节点调度因素

1）节点选择器–nodeSelector
2）节点亲和性–nodeAffinity
3）标签选择器
4）污点和容忍度

nodeSelector和nodeAffinity：Pod 调度到某些节点上，Pod属性，调度时实现
Taint 污点：节点不做普通分配调度，是节点属性
	污点值有三个：
	NoSchedule：一定不被调度
	PreferNoSchedule：尽量不被调度
	NoExecute：不会调度，并且还会驱逐Node 已有 Pod

为节点添加污点：

kubectl taint node [nodename] key=value:污点三个值之一
如：kubectl taint node node1 env_r=yes:NoSchedule

删除污点：

kubectl taint node node1 env_r:NoSchedule-

污点容忍度：

controller

1、什么是 controller
在集群上管理和运行容器的对象

2、pod 和 controller 关系
pod 通过 controller 实现应用的运维

pod 和 controller 之间是通过 label 标签建立关系的

3、deployment 控制器应用场景

• 部署无状态应用
• 管理 Pod 和 ReplicaSet
• 部署，滚动升级等功能

4、yaml 文件字段说明

5、deployment 控制器部署应用
1）导出 yaml 文件：kubectl create deployment web --image=nginx --dry-run -o yaml > web.yaml
2）根据需要修改 web.yaml 文件
3）使用 yaml 部署应用：kubectl apply -f web.yaml
4）对外发布（暴露对外端口号）
kubectl expose deployment web --port=80 --type=NodePort --target-port=80 --name=web1 -o yaml > web1.yaml
kubectl apply -f web1.yaml

6、升级回滚
升级：kubectl set image deployment web nginx=nginx:1.15
查看升级状态：kubectl rollout status deployment 应用名

查看历史版本：kubectl rollout history deployment 应用名
回滚到上一版本：kubectl rollout undo deployment 应用名
回滚到指定版本：kubectl rollout undo deployment 应用名 --to-revision=版本号

7、弹性伸缩

---

---

1、无状态和有状态
1）无状态

• pod 都是相同的
• 没有顺序要求
• 不用考虑在哪个 node 上运行
• 随意进行伸缩和扩展

2）有状态

• 无状态因素都需要考虑
• 每个 pod 是独立的，保持 pod 启动顺序和唯一性
  唯一网络标志符，持久存储
  有序，比如 mysql 主从

2、部署有状态应用

• 无头 service
  ClusterIP: none

SatefulSet 部署有状态应用

deployment 和 statefulset 区别：
statefulset 是有身份标识（唯一标识）

• 根据主机名 + 按照一定规则生成域名
  每个 pod 有唯一主机名
  唯一域名：主机名称.service名称.名称空间.svc.cluster.local

ConfigMap

作用：存储不加密数据到 etcd，让 pod 以变更或者 volume 挂载到容器中。

场景：配置文件
1、创建配置文件

---

命令：

---

K8S 命令：
kubectl [command] [type] [name] [flags]
    command: 命令，get/create/describe/delete/...
    type: 类型，node/pod/...
    name：名称
    flags：参数

    例：kubectl get pods k8spod1

查看帮助：
    kubectl --help

查看具体命令帮助：
    kubectl [command] --help
    例：kubectl get --help

同时查看多类信息：kubectl get pod,svc    

常用命令：
    1）创建 deployment
        kubectl create deployment nginx --image=nginx
    2）暴露端口
        kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort

    kubectl get pods
    kubectl get pod
    kubectl get svc
    kubectl get cs
    kubectl get nodes
    kubectl apply -f

查看 API 版本 apiVersion：
    kubectl api-versions

查看资源类型 kind：
    kubectl api-resources

如何快速编写 yaml 文件：
    1) 使用 kubectl create 命令生成 yaml 文件
        kubectl create deployment web --image=nginx -o yaml --dry-run
        kubectl create deployment web --image=nginx -o yaml --dry-run > mydemo.yaml

    2) 使用 kubectl get 命令导出 yaml 文件
        kubectl get deploy nginx -o=yaml --export
        kubectl get deploy nginx -o=yaml --export > mydemo2.yaml


Pod 是 k8s 中最小部署单元，它是一组容器的集合。K8S 不直接处理容器，而是处理 Pod。
同一 Pod 中的容器是共享网络命名空间。
每个 Pod 都有一个根容器 Pause，除 Pause 外，Pod 还包含一个或多个业务容器。

Pod 存在的意义：
    一个容器一个进程。一个容器运行一个应用程序。
    Pod 是多进程设计。运行多个应用程序。
    Pod 也是为了亲密性应用而存在。
        两个应用之间进行交互。
        网络之间调用。
        两个应用需要频繁调用。

Pod 实现机制：
    共享网络。
        容器本身之间相互隔离是通过 namespace 和 group 实现的。而 namespace 里是网络是共享的。将多个容器纳入同一 namespace 中，则容器之间则可以实现网络共享。
    共享存储。

Pod 重启机制：
    Always：当容器终止退出后，总是重启容器，默认策略。
    OnFailure：当容器异常退出（退出状态码非0）时，才重启容器
    Never：当容器终止退出，从不重启容器。

Pod 健康检查：
    存活检查：livenessProbe，如果检查失败，将杀死容器，根据 Pod 的 restartPolicy 来操作。
    就绪检查：readlnessProbe，如果检查失败，K8S 会把 Pod 从 service endpoints 中剔除。

    Probe 支持以下三种检查方法：
        httpGet：发送 HTTP 请求，返回 200-400 范围状态码为成功。
        exec：执行 Shell 命令返回状态是 0 为成功。
        tcpSocket：发起 TCP Socket 建立成功。

Pod 调度影响因素：
    1）Pod 资源限制
    2）节点选择器标签
        给节点打标签: kubectl label node nodename key=value，kubectl label node node1 env_role=dev
        查看打标签的节点：kubectl get nodes nodename --show-labels
    3）节点亲和性 nodeAffinity
        nodeAffinity 和 nodeSelector 基本一样，根据节点上的标签来约束节点调度
        A）硬亲和性：约束条件必须满足，才能具有亲和性。requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution。
        B）软亲和性：尝试满足。preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution。
        支持常用操作符：In/NotIn/Exists/Gt/Lt/DoesNotExists
    4）污点和污点容忍
        nodeAffinity 和 nodeSelector 都是为了将 pod 调度到某些节点上。
        Taint 污点：节点属性，节点不做普通分配调度。打上污点是为了不让 pod 调度上打卡污点的节点上。
        》1、查看指定节点上的污点情况：kubectl describe node nodename | grep Taint
            污点值有三个：NoSchedule（该节点一定不会被调度）、PreferNoSchedule（尽量不被调度）、NoExecute（不会调度，并且还会驱逐Node已有Pod）
        》2、给节点打污点：kubectl taint node 主机名 key=value:污点值
            kubectl taint node k8snode1 env_role=yes:NoSchedule
        》3、删除污点：kubectl taint node 主机名 key:污点值-
            kubectl taint node k8snode1 env_role:NoSchedule-
        污点容忍：tolerations，设置污点容忍后，即使节点被设置为污点，节点也有机会被调度到。


controller：管理和运行容器的对象

Pod 和 controller 之间的关系：pod 是通过controller 实现应用运维，比如伸缩、滚动升级等等。
    pod 和 controller 之间通过 label 标签建立关系。

deployment 控制器应用场景：部署无状态应用、管理pod和 ReplicaSet、部署、滚动升级等

yaml 文件字段说明

deployment 控制器部署应用：
    kubectl create deployment web --image=nginx   (学习时使用，生产时不建议)

    kubectl create deployment web --image=nginx --dry-run -o yaml > web.yaml
    kubectl apply -f web.yaml
    对外发布（对外暴露端口号）：
        kubectl expose deployment web --port=80 --type=NodePort --target-port=80 --name=web1 -o yaml > web1.yaml
        kubectl apply -f web1.yaml

        spec:
        ports:
        - port: 80		#Service端口
            protocol: TCP	#协议
            targetPort: 80	#容器端口
            nodePort: 30000	#指定暴露端口号

升级回滚：
    查看镜像：docker images
    升级镜像：kubectl set image deployment web nginx=nginx:1.15
    查看升级状态：kubectl rollout status deployment web
    查看升级的历史版本：kubectl rollout history deployment web
    回滚到上一个版本：kubectl rollout undo deployment web
    回滚到指定版本：kubectl rollout undo deployment web --to-revision=2  (版本号)

弹性伸缩：
    kubectl scale deployment web --replicas=10


【Service】
1、service 存在的意义：
    1）防止 pod 失联（服务发现，pod 在 service 注册）
    2）定义一组pod访问策略（负载均衡）
2、pod 和 service 关系
    根据 label 和 selector 建立联系。
    service 对外暴露一个 vip（虚拟ip）
3、常用 service 类型
    通过 kubectl expose --help 可查看。
    ClusterIp：集群内部使用。
    NodePort：用于对外暴露，对外访问应用使用
    LoadBalancer：对外访问应用使用，公有云

node 内网部署应用，外网一般不能访问到，那如何才能访问内网部署的应用呢：
    找一台可以进行外网访问的机器，安装 nginx，反向代理
    手动把需要访问的节点添加到 Nginx 里。


1、无状态和有状态
2、部署有状态应用
    无头service：ClusterIp 为 None
    StatefulSet：部署有状态应用

deployment 和 statefulset 区别：
    * statefulset 是有身份的（唯一标识）
    * statefulset 根据主机名称 + 按照一定规则生成域名
        - 每个 pod 有唯一主机名，如：nginx-statefulset-0
        - 唯一域名 ：主机名称.service名称.名称空间.svc.cluster.local，如：nginx-statefulset-0.nginx.default.svc.cluster.local

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