kubernetes资源清单

通过定义资源清单的方式来启动资源

k8s中资源
1、名称空间级别：仅在此名称空间生效 （默认空间是default）
2、集群级别：role 在全集群中都可以看到 跨名称空间
3、元数据级别：

k8s中所有的内容都被抽象为资源，资源实例化之后叫做对象

空间级别

工作负载型资源：pod replicaset deployment statefulset daemonset job cronjob
pod：和pause共用存储卷；共用网络站
replicaset：通过标签来控制pod副本数量
deployment：通过控制rs的创建去控制pod的数量
statefulset：为有状态服务建立的管理器
daemonset ：在每个节点都运行一个pod
job： 为了批处理任务诞生的
cronjob：为了批处理任务诞生的

服务发现及负载均衡资源： service ingress
service ：将服务给暴露给外网用户访问
ingress：将服务给暴露给外网用户访问

配置和存储型资源：volume 、 CSI
volume ：存储卷
CSI：（容器存储接口，可以扩展各种各样的第三方存储卷）

特殊类型的存储卷：configMap（当配置中心来使用的资源类型）、secret（保存敏感数据）、downwardapi （把外部环境中的信息输出给容器）

configMap（当配置中心来使用的资源类型）：存储配置文件 达到热更新的状态
secret（保存敏感数据）：保存密钥等信息
downwardAPI（把外部环境中的信息输出给容器） 通过文件接口来调用

集群级别资源：namespace（名称空间）、node（工作节点）、role（角色）、clusterrole、rolebinding、clusterrolebinding

元数据资源：hpa（监控rs实现自动伸缩）、 podtemplate （资源模板）、limirange（资源限制）

yaml文件格式说明：
yaml是一个可读性高，用来表达数据序列的格式。yaml的意思其实是：仍是一种标记语言，但是为了强调这种语言以数据为中心，而不是以标记语言为重点

基本语法：
1、缩进时不允许使用tab键 只允许使用空格
2、缩进的空格数据不重要，只要相同层级的元素左对齐即可
3、标识注释，从这个字符一直到行尾，都会被解释器忽略1

yaml支持的数据结构
对象：键值对的集合，又称为映射、哈希、字典
数组：一组依次顺序排列的值，又称为序列
纯量：单个的、不可再分的值

对象类型：对象的一组键值对，使用冒号结构表示

name: steve
age: 18

yaml也允许另外一种写法，将所有键值对写成一个行内对象

hash: { name: steve,age: 18}

数组类型： 一组连词线开头的行，构成一个数组

animal
- Cat
- Dog

数组也可以采用行内写法

animal: [Cat, Dog]

复合结构：对象和数组可以结合使用，形成复合结构

   1 languages: 
   2 - Ruby 
   3 - Perl 
   4 - Python 
   5 websites: 
   6 YAML: yaml.org 
   7 Ruby: ruby-lang.org 
   8 Python: python.org 
   9 Perl: use.perl.org    

纯量：纯量是最基本的、不可再分的值。以下数据类型都属于纯量

 1 字符串 布尔值 整数 浮点数 Null 
   2 时间 日期
    
   数值直接以字面量的形式表示
   number: 12.30
    
   布尔值用true和false表示
   isSet: true
    
   null用 ~ 表示
   parent: ~
    
   时间采用 ISO8601 格式
   iso8601: 2001-12-14t21:59:43.10-05:00
    
   日期采用复合 iso8601 格式的年、月、日表示
   date: 1976-07-31
    
   YAML 允许使用两个感叹号，强制转换数据类型
   e: !!str 123
   f: !!str true

字符串

字符串默认不使用引号表示

   str: 这是一行字符串

如果字符串之中包含空格或特殊字符，需要放在引号之中 

   str: '内容： 字符串'

单引号和双引号都可以使用，双引号不会对特殊字符转义 
   s1: '内容\n字符串'
   s2: "内容\n字符串"

单引号之中如果还有单引号，必须连续使用两个单引号转义 

   str: 'labor''s day'

字符串可以写成多行，从第二行开始，必须有一个单空格缩进。换行符会被转为 空格 

   str: 这是一段
     多行
     字符串

多行字符串可以使用|保留换行符，也可以使用>折叠换行 

   this: |
   Foo
   Bar
   that: >
   Foo
   Bar

+ 表示保留文字块末尾的换行，- 表示删除字符串末尾的换行 

   s1: |
     Foo
    
   s2: |+
     Foo
    
   s3: |-
     Foo

常用字段解释
必须存在的属性：

version  string  这里指的是k8s api的版本，目前基本上是v1，可以使用kubectl  api-versions查看
kind    string   这里指的是yaml文件定义的资源类型和角色 比如：pod
metadata  object   元数据对象  固定值就写metadata
metadata.name string    元数据对象的名字，这里我们编写，比如命名pod的名字
metadata.namespace  string 元数据对象的命名空间 由我们自身定义
spec  object   详细定义对象，固定值就写spec
spec.containers[]   list   这里是spec对象的容器列表定义，是个列表
spec.container[].name  string  这里定义容器的名字
spec.containers[].image  string  这里是定义要用到的镜像名称

主要对象

spec.containers[].name  string  定义容器的名字
spec.containers[].image     string    定义要用到的镜像名称
spec.containers[].imagePullPolicy   定义镜像拉取策略，有always、never、ifnotpresent 三个值可以选（1）always 意思是每次尝试重新拉取镜像；（2）never表示仅使用本地镜像（3）ifnotpresent 如果本地有镜像就使用本地镜像，没有就拉取在线镜像。上面三个值都没有设置的话，默认是always1
spec.containers[].command[] list  指定容器启动命令，因为是数组可以指定多个，不指定则使用镜像打包时使用的启动命令
spec.container[].args[]   list  指定容器启动命令参数，因为是数组可以指定多个
spec.container[].workingDir   string  指定容器的工作目录

spec.containers[].vloumeMounts[]   list  指定容器内部的存储卷配置
spec.containers[].vloumeMounts[].name   string  指定可以被容器挂载的存储卷的名称
spec.containers[].vloumeMounts[].mountPath   指定可以被容器挂载的存储的路径
spec.container[].vloumeMounts[].readOnly   设置存储卷路径的的读写模式，ture或者false，默认为读写模式
spec.containers[].ports[]   list    指定容器需要用到的端口列表
spec.containers[].ports[].name  string   指定端口名称
spec.containers[].ports[].containerPort   string  指定容器需要监听的端口号
spec.containers[].port[].hostPort  string   指定容器所在主机需要监听的端口号，默认跟上面containerport相同，注意设置了hostport同一台主机无法启动该容器的相同的副本（因为主机的端口不能相同，这样会冲突）
spec.containers[].ports[].protocol  string  指定端口协议，支持tcp/udp 默认为tcp
spec.containers[].env[]   list   指定容器运行前需要设置的环境变量列表

spec.containers[].env[].name   string  指定环境变量名称
spec.containers[].env[].value   string    指定环境变量值
spec.containers[].resources   object  指定资源限制和资源请求的值（这里就是设置容器的资源上限）
spec.containers[].resources.limits  object  指定设置容器运行时资源的运行上限
spec.containers[].resources.limits.cpu      string 指定CPU的限制，单位为core数，将用于docker run  --cpu-shares参数 
spec.containers[].resources.memory  string   指定mem内存的限制，单位为mib、GIB
spec.containers[].resources.requests   object   指定容器启动和调度时的限制设置
spec.containers[].resources.requests.cpu   string  CPU请求，单位core数，容器启动时初始化可用数量
spec.containers[].resources.requests.memory  string  内存请求，单位为mib、gib  容器启动的初始化可用数量

额外的参数选项

spec.restartPolicy  string  定义1pod的重启策略 ，可选值为always、onfailure，默认值为always。1、always：pod一旦终止运行，则无论容器是如何终止，kubectl服务都将重启2、onfailure：只有pod以非零退出码终止时，kubectl才会重启该容器。如果容器正常结束（退出为0），则kubectl将不会重启它。3、never：pod终止后，kubectl将退出码报告给master，不会重启该pod
spec.nodeSelector  object  定义node的label过滤标签，以key:value格式指定
spec.imagePullSecrets  object  定义pull镜像时使用secret名称，以name:secretkey格式指定
spec.hostNetwork  boolean  定义是否使用主机网络模式1，默认值为false。设置true表示使用宿主机网络，不使用docker网桥，同时设置了true将无法在同一台宿主机上启动第二个副本

查看日志-c参数指定容器名字 （容器名字通过kubectl describe pod mypapp-pod查看 ）

kubectl   log  mypapp-pod -c test

容器生命周期
pod创建流程

pod状态显示为runing不代表容器内部的程序已经完成，如果此时用户访问时，可能会出现错误
readiness 就绪检测根据TCP状态 测试容器内的服务是否已经可用 如果可用再将pod的状态改为runing
liveness 容器出现僵尸进程 已经无法访问 但是进程存在 所以主容器显示状态还是runing，liveness生存检测机制会检测容器是否出现僵尸进程，有则重启或者新生成一个容器

这样就解决了这些问题

init容器
pod能够具有多个容器，应用运行在容器里面，但是他也可能有一个或者多个先于应用容器启动1的init容器

init容器 与普通容器非常像，除了一下两点：
1、init容器总是运行到成功为止
2、每个init容器都必须在下一个init容器启动之前成功完成

如果pod的init容器失败，kubernetes会不断的重启该pod，直到init容器成功为止。然而，如果pod对应的restartpolicy为never，他不会重新启动

init容器的作用

因为init容器具有与应用程序容器分离的单独镜像，所以他们的启动相关代码具有如下优势：

1、他们可以包含并运行使用工具，但是出于安全考虑，是不建议在应用程序容器镜像中包含这些使用工具的
2、他们可以包含使用工具和定制化代码来安装，但是不能出现应用程序镜像中，例如：创建镜像没有必要FROM另外一个镜像，只需要在安装过程中使用类似sed  awk  python或者dig这样的工具
3、应用程序镜像可以分离出创建和部署的角色，没有必要联合他们构建一个单独的镜像。
4、init容器使用linux  namespace 所以相对应程序容器来说具有不同的文件系统视图，因此，他们能够具有访问secret的权限，而应用程序容器则不能。
5、他们必须在应用程序容器启动之前运行完成，而应用程序容器是并行运行的，所以init容器能够提供一种简单的阻塞或者延迟应用容器的启动方法，直到满足了一组先决条件

实例测试init容器与应用程序容器的关系
init.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: myapp-pod
  labels:
    app: myapp
spec:
  containers:
  - name: myapp-container
    image: busybox
    command: ['sh', '-c', 'echo The app is running! && sleep 3600']
  initContainers:
  - name: init-myservice
    image: busybox
    command: ['sh', '-c', 'until nslookup myservice; do echo waiting for myservice; sleep 2; 
done;']
  - name: init-mydb
    image: busybox
    command: ['sh', '-c', 'until nslookup mydb; do echo waiting for mydb; sleep 2; done;']

init-svcv1.yaml

kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  name: myservice
spec:
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 9376

init-svcv2.yaml

kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  name: mydb
spec:
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 9377

操作测试查看

kubectl   create -f  init.yaml 
kubectl  get  pod
kubectl   create  -f init-svcv1.yaml
kubectl  get  pod
kubectl  get  pod -o wide
kubectl  create  -f init-svcv2.yaml 
kubectl  get  pod -o wide
kubectl  get  pod -o wide
kubectl  get  pod
kubectl  get  pod -o wide
kubectl  describe   pod  myapp-pod

特殊说明：

1、在pod启动过程中，init容器会按照顺序在网络和数据卷初始化（pause中启动网络和数据卷）之后启动。每个容器必须在下一个容器启动之前成功退出
2、如果由于运行时或失败推出，将导致容器启动失败，他会根据pod的restartpolicy指定的策略进行重试。然而，如果pod的startpolicy设置为always，init容器失败时会使用restartpolicy策略
3、在所有的init容器没有成功之前，pod将不会变成ready状态，init容器的端口将不会在service中进行聚集。正在初始化中的pod处于pending状态，但是应该会将initalizing状态设置为true
4、如果pod重启，所有init容器必须重新执行
5、对init容器spec的修改被限制在容器image字段，修改其他字段都不会生效。更改init容器的image字段，等价于重启该pod
kubectl  edit   pod myapp-pod
6、init容器具有容器的所有字段。除了readinessProde，因为init容器无法定义不同于完成（completion）的就绪（readiness）之外的其他状态。这会在验证过程中强制执行
7、在pod中的每个App和init容器的名称必须唯一；与其他任何容器共用同一个名称，会在验证时抛出错误，端口是可以相同的，因为init容器是串行执行的并且每个init容器执行退出码为0才会执行下一

容器探针

探针是由kubectl对容器执行的定期诊断。要执行诊断，kubectl调用由容器实现的handler，有三种类型的处理程序：

1、execaction：在容器内执行指定命令，如果命令退出时返回码为0，则认为诊断成功
2、tcpsocketaction：对指定端口上的容器的IP地址进行tcp检查。如果端口打开，则诊断被认为是成功的
3、HTTPgetaction：对指定的端口和路径上的容器的IP地址执行HTTPget请求。如果响应的状态码大于等于200且小于400，则诊断被认为是成功的

每次探测都将获得以下三种结果之一：

1、成功：容器通过了诊断
2、失败：容器未通过诊断
3、未知：诊断失败，因此不会采取任何行动

探针的探测方式

livenessprobe：指示容器是否在运行。如果存活探测失败，则kubectl会杀死容器，并且容器将受到重启策略的影响，如果容器不提供存活探针，则默认状态为success
readinessprobe：指示容器是否准备好服务请求。如果就绪探测失败，端点控制器将从与pod匹配的所有service的端点中删除该pod的IP地址。初始延迟之前的就绪状态默认为failure。如果容器不提供就绪探针，则默认状态为success

测试探针readiness 就绪探针的作用
readiness.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: readiness-httpget-pod
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: readiness-httpget-container
    image: hub.atguigu.com/library/myapp:v1
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    readinessProbe:
      httpGet:
        port: 80
        path: /index1.html
      initialDelaySeconds: 1
      periodSeconds: 3

[root@k8s-master readiness]# kubectl  get pod
NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
readiness-httpget-pod   0/1     Running   0          52s

查看日志信息

 kubectl  describe  pod  readiness-httpget-pod
Warning  Unhealthy  16s (x22 over 79s)  kubelet, k8s-node02  Readiness probe failed: HTTP probe failed with statuscode: 404

报错：404 没有就绪
进入容器（如果一个pod资源中有多个container 那么-c参数指定要进入的container）

 kubectl  exec readiness-httpget-pod -c
 
 kubectl  exec readiness-httpget-pod  -it  -- /bin/sh
 
 
 [root@k8s-master readiness]# kubectl  exec readiness-httpget-pod  -it  -- /bin/sh
/ # cd //usr/share/nginx/html/

/usr/share/nginx/html # echo '123'> index1.html
/usr/share/nginx/html # exit
[root@k8s-master readiness]# 
再次查看时
[root@k8s-master readiness]# kubectl  get pod
NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
myapp-pod               1/1     Running   8          8h
readiness-httpget-pod   1/1     Running   0          4m57s
[root@k8s-master readiness]# 

测试liveness存活探针的检测

livenesspod.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: liveness-exec-pod
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: liveness-exec-container
    image: hub.atguigu.com/library/myapp:v1
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    command: ["/bin/sh","-c","touch /tmp/live ; sleep 60; rm -rf /tmp/live; sleep 3600"]
    livenessProbe:
      exec:
        command: ["test","-e","/tmp/live"]
      initialDelaySeconds: 1
      periodSeconds: 3

每过一分钟就重启一次 restart

[root@k8s-master liveness]# kubectl  get pod    
NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
liveness-exec-pod       1/1     Running   2          13m

存活检测方式liveenssProbe-httpget
liveenssProbe-httpget.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: liveness-httpget-pod
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: liveness-httpget-container
    image: hub.atguigu.com/library/myapp:v1
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    ports:
    - name: http
      containerPort: 80
    livenessProbe:
      httpGet:
        port: http
        path: /index.html
      initialDelaySeconds: 1
      periodSeconds: 3
      timeoutSeconds: 10

删除后再查看

[root@k8s-master liveness]# kubectl  exec -it liveness-httpget-pod /bin/sh
/ # cd /usr/share/nginx/html/
/usr/share/nginx/html # ls
50x.html    index.html
/usr/share/nginx/html # rm -rf index.html 
/usr/share/nginx/html # exit
重启start次数变为了1
[root@k8s-master liveness]# kubectl  get pod
NAME                    READY   STATUS             RESTARTS   AGE
liveness-httpget-pod    1/1     Running            1          4m25s

liveness的tcp检测方式
live-tcp.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: probe-tcp
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: hub.atguigu.com/library/myapp:v1
    livenessProbe:
      initialDelaySeconds: 5
      timeoutSeconds: 1
      tcpSocket:
        port: 8080
      periodSeconds: 3

[root@k8s-master liveness]# kubectl   get pod  -w
NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE
probe-tcp   1/1     Running   0          10s
probe-tcp   1/1     Running   1          15s

结合使用liveness和readiness
liveness-http.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: liveness-httpget-pod
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: liveness-httpget-pod
    image: hub.atguigu.com/library/myapp:v1
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    ports:
    - name: http
      containerPort: 80
    readinessProbe:
      httpGet:
        port: 80
        path: /index1.html
      initialDelaySeconds: 1
      periodSeconds: 3
    livenessProbe:
      httpGet:
        port: 80
        path: /index.html
      initialDelaySeconds: 1
      periodSeconds: 3
      timeoutSeconds: 10

创建

kubectl  apply -f liveness-http.yaml

启动退出动作

pod.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: lifecycle-demo
spec:
  containers:
  - name: lifecycle-demon-container
    image: hub.atguigu.com/library/myapp:v1
    lifecycle:
      postStart:
        exec:
          command: ["/bin/sh","-c","echo hello from postStart handler > /usr/share/message"]
      preStop:
        exec:
          command: ["/bin/sh","-c","echo hello from the poststop handler > /usr/share/massage"]

[root@k8s-master ~]# kubectl  apply  -f  pod.yaml 
pod/lifecycle-demo created

[root@k8s-master ~]# kubectl  get pod
NAME             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
lifecycle-demo   1/1     Running   0          5s


[root@k8s-master ~]# kubectl  exec lifecycle-demo   -it  /bin/sh
/ # cat /usr/share/message 
hello from postStart handler
/ # exit