K8S/Kubernetes

1.概述

k8s里面容器是存在于pod里面的，所以容器之间通讯，一般分为三种类型：
1. pod内部容器之间
2. pod 与 pod 容器之间
3. pod 访问service服务

 (1) pod内部容器之间

k8s pod内部容器是共享网络空间的，所以容器直接可以使用localhost访问其他容器。
k8s 在启动容器的时候会先启动一个pause容器，这个容器就是实现这个功能的。

 (2) pod 与 pod容器之间

　　a. 两个pod在一台主机上面

docker默认的docker网桥互连容器

　　b. 两个pod不在同一个主机上面　　

k8s官方推荐的是使用flannel组建一个大二层扁平网络，pod的ip分配由flannel统一分配，通讯过程也是走flannel的网桥

(3) pod访问service服务

　Service分配的ip叫cluster ip是一个虚拟ip（相对固定，除非删除service），这个ip只能在k8s集群内部使用，如果service需要对外提供，只能使用Nodeport方式映射到主机上，使用主机的ip和端口对外提供服务

 

2. pod与容器区别

pod是k8s的最小单元，容器包含在pod中，一个pod中有一个pause容器和若干个业务容器，而容器就是单独的一个容器，简而言之，pod是一组容器，而容器单指一个容器

3.pod 配置管理

Name:         task-pv-pod
Namespace:    default // 没有指定namespace的就是default
Node:         docker-for-desktop/192.168.65.3 // Pod所在的节点
Start Time:   Mon, 08 Jul 2019 14:05:52 +0800 // pod启动的时间
Labels:       <none> // 说明没有设置标签
Annotations:  kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration={"apiVersion":"v1","kind":"Pod","metadata":{"annotations":{},"name":"task-pv-pod","namespace":"default"},"spec":{"containers":[{"image":"nginx","name":... // 注释信息
Status:       Running // pod的状态
IP:           10.1.0.103 // pod的集群ip
Containers: // 其中包含的容器
  task-pv-container:
    Container ID:   docker://3e9a2ee6b0a13ccee534ec3ffe781adcbff42a7f1851d57e3b374a047a654590
    Image:          nginx // 容器镜像名称
    Image ID:       docker-pullable://nginx@sha256:96fb261b66270b900ea5a2c17a26abbfabe95506e73c3a3c65869a6dbe83223a
    Port:           80/TCP
    Host Port:      0/TCP
    State:          Running
      Started:      Mon, 08 Jul 2019 14:05:58 +0800
    Ready:          True
    Restart Count:  0
    Environment:    <none>
    Mounts: // 这个容器挂载的两个volume
      /usr/share/nginx/html from task-pv-storage (rw)
      /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from default-token-tw8wk (ro)
Conditions:
  Type           Status
  Initialized    True
  Ready          True
  PodScheduled   True
Volumes:
  task-pv-storage: // 挂载的数据卷
    Type:       PersistentVolumeClaim (a reference to a PersistentVolumeClaim in the same namespace) // 这个数据卷是共享持久卷
    ClaimName:  task-pv-claim // 使用的声明
    ReadOnly:   false // 数据卷是否只读
  default-token-tw8wk:
    Type:        Secret (a volume populated by a Secret) // 这个数据卷是保存密钥
    SecretName:  default-token-tw8wk
    Optional:    false
QoS Class:       BestEffort // Qos的三个级别，Guaranteed/Burstable/BestEffort，分别对pod的资源限制从严到弱
Node-Selectors:  <none> // pod是可以选择部署在哪个node上的，比如部署在有ssd的node上。
Tolerations:     node.kubernetes.io/not-ready:NoExecute for 300s  // 节点亲和性，它使得pod能有倾向性地分配到不同节点上。
                 node.kubernetes.io/unreachable:NoExecute for 300s
Events: // 这个pod发生的一些事件
  Type    Reason                 Age   From                         Message
  ----    ------                 ----  ----                         -------
  Normal  Scheduled              21s   default-scheduler            Successfully assigned task-pv-pod to docker-for-desktop
  Normal  SuccessfulMountVolume  20s   kubelet, docker-for-desktop  MountVolume.SetUp succeeded for volume "task-pv-volume"
  Normal  SuccessfulMountVolume  20s   kubelet, docker-for-desktop  MountVolume.SetUp succeeded for volume "default-token-tw8wk"
  Normal  Pulling                19s   kubelet, docker-for-desktop  pulling image "nginx"
  Normal  Pulled                 15s   kubelet, docker-for-desktop  Successfully pulled image "nginx"
  Normal  Created                15s   kubelet, docker-for-desktop  Created container
  Normal  Started                14s   kubelet, docker-for-desktop  Started container

　　有的时候我们可能会忘记了我们启动的pod的yaml配置文件地址，我们可以通过kubectl get pod task-pv-pod -o=yaml命令来获取某个已经启动的 pod 的配置文件，这里的配置文件会比我们配置的配置项全很多，因为我们写配置文件的时候，很多配置项没有设置实际上就是使用默认的配置值来实现。

kubectl get pod task-pv-pod -o=yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  annotations:
    kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration: |
      {"apiVersion":"v1","kind":"Pod","metadata":{"annotations":{},"name":"task-pv-pod","namespace":"default"},"spec":{"containers":[{"image":"nginx","name":"task-pv-container","ports":[{"containerPort":80,"name":"http-server"}],"volumeMounts":[{"mountPath":"/usr/share/nginx/html","name":"task-pv-storage"}]}],"volumes":[{"name":"task-pv-storage","persistentVolumeClaim":{"claimName":"task-pv-claim"}}]}}
  creationTimestamp: 2019-07-08T06:05:51Z
  name: task-pv-pod
  namespace: default
  resourceVersion: "1439249"
  selfLink: /api/v1/namespaces/default/pods/task-pv-pod
  uid: 7090642e-a146-11e9-89ff-025000000001
spec:
  containers:
  - image: nginx
    imagePullPolicy: Always
    name: task-pv-container
    ports:
    - containerPort: 80
      name: http-server
      protocol: TCP
    resources: {}
    terminationMessagePath: /dev/termination-log
    terminationMessagePolicy: File
    volumeMounts:
    - mountPath: /usr/share/nginx/html
      name: task-pv-storage
    - mountPath: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount
      name: default-token-tw8wk
      readOnly: true
  dnsPolicy: ClusterFirst
  nodeName: docker-for-desktop
  restartPolicy: Always
  schedulerName: default-scheduler
  securityContext: {}
  serviceAccount: default
  serviceAccountName: default
  terminationGracePeriodSeconds: 30
  tolerations:
  - effect: NoExecute
    key: node.kubernetes.io/not-ready
    operator: Exists
    tolerationSeconds: 300
  - effect: NoExecute
    key: node.kubernetes.io/unreachable
    operator: Exists
    tolerationSeconds: 300
  volumes:
  - name: task-pv-storage
    persistentVolumeClaim:
      claimName: task-pv-claim
  - name: default-token-tw8wk
    secret:
      defaultMode: 420
      secretName: default-token-tw8wk
status:
  conditions:
  - lastProbeTime: null
    lastTransitionTime: 2019-07-08T06:05:52Z
    status: "True"
    type: Initialized
  - lastProbeTime: null
    lastTransitionTime: 2019-07-08T06:05:58Z
    status: "True"
    type: Ready
  - lastProbeTime: null
    lastTransitionTime: 2019-07-08T06:05:51Z
    status: "True"
    type: PodScheduled
  containerStatuses:
  - containerID: docker://3e9a2ee6b0a13ccee534ec3ffe781adcbff42a7f1851d57e3b374a047a654590
    image: nginx:latest
    imageID: docker-pullable://nginx@sha256:96fb261b66270b900ea5a2c17a26abbfabe95506e73c3a3c65869a6dbe83223a
    lastState: {}
    name: task-pv-container
    ready: true
    restartCount: 0
    state:
      running:
        startedAt: 2019-07-08T06:05:58Z
  hostIP: 192.168.65.3
  phase: Running
  podIP: 10.1.0.103
  qosClass: BestEffort
  startTime: 2019-07-08T06:05:52Z

　　

spec.container.volumeMounts

spec.container.volumeMounts 其中一个 /usr/share/nginx/html根据 task-pv-storage 挂载到 task-pv-claim 这个共享存储中。这个pvc 是对应哪个共享存储呢？
我们可以查看 kubectl get pvc

NAME            STATUS    VOLUME           CAPACITY   ACCESS MODES   STORAGECLASS   AGE
task-pv-claim   Bound     task-pv-volume   1Gi        RWO            manual         5h

再通过 kubectl get pv 对应到 pv：

NAME             CAPACITY   ACCESS MODES   RECLAIM POLICY   STATUS    CLAIM                   STORAGECLASS   REASON    AGE
task-pv-volume   1Gi        RWO            Retain           Bound     default/task-pv-claim   manual                   5h

再查看这个 pv 的详细情况：kubectl describe pv task-pv-volume

Name:            task-pv-volume
Labels:          type=local
Annotations:     kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration={"apiVersion":"v1","kind":"PersistentVolume","metadata":{"annotations":{},"labels":{"type":"local"},"name":"task-pv-volume","namespace":""},"spec":{"ac...
                 pv.kubernetes.io/bound-by-controller=yes
Finalizers:      [kubernetes.io/pv-protection]
StorageClass:    manual
Status:          Bound
Claim:           default/task-pv-claim
Reclaim Policy:  Retain
Access Modes:    RWO
Capacity:        1Gi
Node Affinity:   <none>
Message:
Source:
    Type:          HostPath (bare host directory volume)
    Path:          /Users/yejianfeng/Documents/workspace/kubernets_example/data
    HostPathType:
Events:            <none>

　　

看到这个pv对应的是宿主机 HostPath 中的 /Users/yejianfeng/Documents/workspace/kubernets_example/data 这个目录。

所以共享存储的映射关系是 pod -- volume -- pvc -- pv。

其实这里我们之所以说是共享存储，就是说这个存储应该是一个共享网盘，比如 cephFS，而不应该仅仅只是宿主机上的一个目录。宿主机上的目录只是为了调试方便而已。

　　(1) PV与PVC关系

1.accessMode：访问模型；对象列表：
    ReadWriteOnce – the volume can be mounted as read-write by a single node：  RWO - ReadWriteOnce一人读写
    ReadOnlyMany – the volume can be mounted read-only by many nodes：          ROX - ReadOnlyMany 多人只读
    ReadWriteMany – the volume can be mounted as read-write by many nodes：     RWX - ReadWriteMany多人读写
2.resource：资源限制（比如：定义5GB空间，我们期望对应的存储空间至少5GB。）    
3.selector：标签选择器。不加标签，就会在所有PV找最佳匹配。
4.storageClassName：存储类名称：
5.volumeMode：指后端存储卷的模式。可以用于做类型限制，哪种类型的PV可以被当前claim所使用。
6.volumeName：卷名称，指定后端PVC（相当于绑定） 
PV和PVC是一一对应关系，当有PV被某个PVC所占用时，会显示banding，其它PVC不能再使用绑定过的PV。
PVC一旦绑定PV，就相当于是一个存储卷，此时PVC可以被多个Pod所使用。（PVC支不支持被多个Pod访问，取决于访问模型accessMode的定义）。
PVC若没有找到合适的PV时，则会处于pending状态。
PV是属于集群级别的，不能定义在名称空间中。
PVC时属于名称空间级别的。
PV的reclaim policy选项：
   默认是Retain保留，保留生成的数据。
   可以改为recycle回收，删除生成的数据，回收pv
   delete，删除，pvc解除绑定后，pv也就自动删除。