K8s笔记
K8sbrog重构， GO语言编写1. 特性自动部署应用容器自我修复当容器失败时，会对容器进行重新部署；服务完全启动成功后，才对外提供服务弹性伸缩使用命令、 UI或者基于CPU使用情况自动快速扩容和缩容应用程序实例，保证应用业务高峰并发时的高可用性；业务低峰时回收资源， 以最小成本运行服务自动部署和回滚滚动更新应用，一次更新一个pod，如果更新过程中出现问题，将回滚更改，确保升级不受影响业务服务发
K8s
brog重构， GO语言编写
1. 特性
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自动部署应用容器
-
自我修复
当容器失败时，会对容器进行重新部署；服务完全启动成功后，才对外提供服务
-
弹性伸缩
使用命令、 UI或者基于CPU使用情况自动快速扩容和缩容应用程序实例，保证应用业务高峰并发时的高可用性；业务低峰时回收资源， 以最小成本运行服务
-
自动部署和回滚
滚动更新应用，一次更新一个pod，如果更新过程中出现问题，将回滚更改，确保升级不受影响业务
-
服务发现和负载均衡
K8s为多个容器提供一个统一访问入口（内部IP和一个DNS名称），并且负载均衡关联的所有容器，用户无需考虑容器IP问题
-
密钥和配置管理
管理机密数据和应用程序配置，而不需要把敏感数据暴露在镜像里，提高敏感数据安全性。并可以将一些常用的配置存储在K8S中，方便应用程序使用
-
存储编排
挂载外部存储系统，无论是来自本地存储，公有云（如阿里云、AWS），还是网络存储（如NFS、 GlusterFS、 Ceph）都作为集群资源的一部分使用，极大提高存储使用灵活性。
-
批处理
提供一次性任务，定时任务；满足批量数据处理和分析的场景
2. 架构组件
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-4HAJhWJn-1617715990606)(C:\Users\XiaoJin\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210217153410730.png)]
Master（主控节点）
-
API Server
（1）集群统一入口，各组件协调者， 以RESTful API提供接口服务，用户通过 api server 来管理整个容器集群平台。所有对象资源的增删改查和监听操作都交给API Server处理后再提交给Etcd存储。
（2）API Server 负责和 etcd 交互（其他组件不会直接操作 etcd，只有 API Server 这么做），整个 kubernetes 集群的所有的交互都是以 API Server 为核心的。
如：1、所有对集群进行的查询和管理都要通过 API 来进行
2、所有模块之间并不会互相调用，而是通过和 API Server 打交道来完成自己那部分的工作，API Server提供的验证和授权保证了整个集群的安全
-
scheduler
节点调度，根据调度算法为新创建的Pod选择一个Node节点；负责接收任务，选择合适的节点进行分配
-
controller-manager
所有资源对象的自动化控制中心，处理集群中常规后台任务，一个资源对应一个控制器，而Controller Manager就是负责管理这些控制器的；维持副本期望数
-
etcd
键值对数据库，存储k8s集群所有重要信息（持久化）
Node（工作节点）
-
kubelet
相当于Master派到Node节点上的一个代表，负责管控容器；直接根容器交互
-
kube-proxy
操作iptables、IPVS在Node节点上实现Pod的网络映射和负载均衡
-
docker
容器引擎，运行容器。每一个Node都会运行一个docker引擎，其负责下载镜像和运行容器。Kubernetes本身并不提供容器软件运行环境，但提供了接口，可以安装所选择的容器软件环境。
-
coredns
可以为集群中的服务创建一个域名IP的对应关系解析
-
dashboard
给k8s提供一个b/s结构的访问体系
3. 核心概念
-
Pod
是Kurbernetes进行创建、调度和管理的最小单位，一个pod包含一个或者多个紧密相连的业务容器（即一组容器的集合）
Kubernetes为每个Pod都分配了唯一的IP地址，称之为PodIP，一个Pod里的多个容器共享PodIP地址，它负责外部跟容器之间进行通信
-
controller
确保预期的Pod副本数量
有状态应用部署；无状态应用部署
确保所有的node运行同一个pod
一次性任务和定时任务
-
Service
定义一组pod的访问规则
通过虚拟一个访问 IP 及服务端口，可以访问我们定义好的 Pod 资源，是通过 iptables 的 nat 转发来实现，转发的目标端口为Kube_proxy 生成的随机端口
4. Pod
一个pod里面可能有多个容器，运行pause，容器公用pause的网络站，公用pause的存储卷，进程不会进行隔离；不能端口冲突
- 自主式pod（一旦死了，不会进行拉起）
- 控制器管理的Pod（死亡后，控制器进行拉起）
4.1 Pod控制器类型
（1）ReplicaSet
代用户创建指定数量的pod副本数量，确保pod副本数量符合预期状态
标签选择器，判断哪个Pod归自己管
当现存的pod数量不足，会根据pod资源模板进行新建帮助用户管理无状态的pod资源，精确反应用户定义的目标数量，但是RelicaSet不是直接使用的控制器，而是使用Deployment。
（2）Deployment
工作在ReplicaSet之上，用于管理无状态应用，目前来说最好的控制器。并且其支持滚动更新，回滚，deployment创建出RS，RS来创建pod。更新的时候RS并没有删除，而是停用，然后创建新的RS，RS再去创建对应的pod，当回滚的时候，deployment会停用现在的RS，启用之前的RS，然后再滚动创建pod回滚
（3）HPA
仅适用于deployment和RS 在v1版中仅支持根据pod的CPU利用率扩容，在vlapha版本中 支持根据内存和用户自定义的metric扩容缩容
（3）statefulset：是为了解决有状态服务的问题
稳定存储： 当pod重新调度以后，还会继续使用之前的数据，并且数据相同没有丢
稳定网络位： 当pod重新调度以后，pod的名字不会更改
有序部署： 当前一个pod处于running的状态，才会创建第二个pod，用于依赖，针对启动有顺序的服务比如先启动mysql，再启动nginx
有序删除： 删除也是按照顺序去删除
（4）daemonset
确保全部node节点上运行一个pod的副本。当有node加入集群时，也会为他们新增一个pod。当有node从集群移除时，这些pod也会被回收，删除daemonset将会1删除1他们创建的所有的pod
（5）job，cronjob
负责批处理任务
4.2 网络通讯模式
基本原则：每个pod都有一个独立的IP；
设计原因：用户不需要额外考虑如何建立pod之间的连接，也不需要将容器端口映射到主机端口的问题
网络要求：所有的容器都可以在不同NAT的情况下和其他容器进行通信；
- 同一个Pod中容器间的通信
同一个Pod的容器共享同一个网络命名空间，它们之间使用Pause的一个网络协议栈，可以理解为它们之间的访问可以通过localhost地址和容器端口实现；
- 同一个node不同pod间的通信
同一Node不同Pod间是通过Docker网桥来进行数据包分配传输的，它们关联在同一个Docker0网桥上，地址网段相同，IP1、IP2、IP3属于同一个网段，所以它们之间能通信
- 不同node间的pod通信（基于flannel）
- Flannel
让集群的不同节点主机创建的Docker容器都具有全集群唯一的虚拟IP地址。而且它还能够在这些IP地址之间建立一个覆盖网络（overlayNetwork），通过这个覆盖网络将数据包原封不动的传递到对应的目标容器内。
Flannel相当于一个守护进程，它会监听一个端口，这个端口就是后续进行数据转发和数据接受的一个服务端口，如果Flannel成功启动，它就会开启一个Flannel0 的一个网桥，这个网桥专门去收集Docker0转发出来的数据包，可以理解为一个钩子函数；
Flanneld这里会有一堆的路由表信息，它是存储在etcd中由Flannel去自动拉取的，不同Pod间的通信就需要这些路由表来确定具体的转发路径；
etcd对Flannel提供如下说明：
1、存储管理Flannel可分配的IP地址段资源；
2、监控ETCD中每个Pod的实际地址，并在内存中维护Pod节点路由表
通讯过程：
- app1将自身IP地址、目标IP及其所发数据发送至Docker0的网桥；
- Docker0获取到发送的数据包，由于目标IP的网段与当前Docker0的网段不是同一个，所以它会通过钩子函数抓取数据信息继续发送至Flannel0的网桥
- Flannel0网桥这时候会通过Flanneld中的路由表信息来确定具体的转发路径，此时会进行一个数据的二次封装，然后通过对应的外部节点IP（192.168.66.11/24）发送到目标外部IP（192.168.66.12/24）
- 发送到Node2节点之后会对数据包进行解析获取具体目标Pod的IP（10.1.20.3/24），然后发送到Backend从而完成整个Pod通信
- pod与service之间的通信
使用各节点的IPtables规则来进行网络通信
- Pod到外网：Pod向外网发送请求，查找路由表，转发数据包到宿主机的网卡，宿主网卡完成路由选择后，IPtables执行Masquerade，把源IP修改为宿主网卡的IP，然后向外网服务器发送请求；
- 外网访问Pod：通过service来访问，一般使用NodePort；
4.3 pod生命周期
- 1.kuctl向kubeApi发送指令
- 2.kubeApi会调用到kubelet(调度过程是通过etcd来完成的)
- 3.kubelet会对应操作cr
- 4.cr去完成容器环境的初始化，初始化过程中它会启动一个pause的基础容器，这是google给我们做的一个非常经典容器，他负责我们的网络和存储卷的共享，就是说同一个pod中，里面所有的容器都是共享的
- 5.接着cr会进行一个或者多个init C(容器)的初始化(这取决于你的pod中有多少个容器)，当然init C也可以没有，Init C在初始化完成后要是正常退出，退出码会是0，如果是非0则是不正常退出。（前一个Init C如果没有正常退出，后一个是不会继续执行的）如果Pod的Init容器失败,kubernetes会不断重启该Pod(重启pod所有的Init都会重新执行)，直到Init容器成功为止.然而如果Pod对应的restartPolicy为Never,他则不会重新启动
- 多个初始化的容器步骤完成后，就会进入MainC的运行了
- 在mainC刚start(启动)的时候，会允许他去执行一条命令或者一个命令脚本
- mainC在stop(关闭)的时候，也会允许他去执行一条命令，也就是我在退出的时候，我接下来要怎么办，交代后事
- 在start(启动)和stop(关闭)的过程中，会有readines和Liveness的参与
- readlines在容器运行多少秒后进行探测,在readines没有进行就绪检测之前，pod的状态不可能为running或者Read,当readlines检测之后，这个pod的状态才会变成running或者Read，在这个过程当中还有Liveness的参与。
- liveness他会伴随整个的主容器的生命周期,当主容器进程跟liveness检测结果不一致的时候,比如主容器出现损坏了或者不能正常工作了,那我就可以执行对应的重启,或者删除命令,这跟我们设定的策略有关
4.4 init C容器
pod能具有多个容器，应用运行在容器里面，但是他也可能有一个或多个先于应用容器启动的init 容器
- 它们可以包含并运行实用工具，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实用工具的。
- 它们可以包含使用工具和定制化代码来安装，但是不能出现在应用程序镜像中。例如，创建镜像没必要 FROM 另一个镜像，只需要在安装过程中使用类似 sed、 awk、 python 或 dig 这样的工具。
- 应用程序镜像可以分离出创建和部署的角色，而没有必要联合它们构建一个单独的镜像。
- Init 容器使用 Linux Namespace，所以相对应用程序容器来说具有不同的文件系统视图。因此，它们能够具有访问 Secret 的权限，而应用程序容器则不能。
- 它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 容器能够提供了一种简单的阻塞或延迟应用容器的启动的方法，直到满足了一组先决条件。
- init容器总是运行到成功完成为止
- 每个init容器必须成功完成才会 运行下一个init容器
- 如果pod对应的init容器重启失败，k8s会不断的重启该pod，直到init容器成功启动；然而，pod对应的restartPolicy为never，它不会重新启动
在 Pod 启动过程中，Init 容器会按顺序在网络和数据卷初始化之后启动。 每个容器必须在下一个容器启动之前成功退出。
如果由于运行时或失败退出，导致容器启动失败，它会根据 Pod 的 restartPolicy 指定的策略进行重试。 然而，如果 Pod 的 restartPolicy 设置为 Always，Init 容器失败时会使用 RestartPolicy策略。
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，但应该会将条件 Initializing 设置为 true
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;']
4.5 容器探针
探针 是由kubelet对容器执行的定期诊断。要执行诊断，kubelet 调用由容器实现的 Handler。有三种类型的处理程序：
- 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。
- 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。
- HTTPGetAction：对指定的端口和路径上的容器的 IP 地址执行 HTTP Get 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：
- 成功：容器通过了诊断。
- 失败：容器未通过诊断。
- 未知：诊断失败，因此不会采取任何行动。
- livenessProbe：指示容器是否正在运行。如果存活探测失败，则 kubelet 会杀死容器，并且容器将受到其 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。
- 挂起（Pending）：Pod 已被 Kubernetes 系统接受，但有一个或者多个容器镜像尚未创建。等待时间包括调度 Pod 的时间和通过网络下载镜像的时间，这可能需要花点时间。
- 运行中（Running）：该 Pod 已经绑定到了一个节点上，Pod 中所有的容器都已被创建。至少有一个容器正在运行，或者正处于启动或重启状态。
- 成功（Succeeded）：Pod 中的所有容器都被成功终止，并且不会再重启。
- 失败（Failed）：Pod 中的所有容器都已终止了，并且至少有一个容器是因为失败终止。也就是说，容器以非0状态退出或者被系统终止。
- 未知（Unknown）：因为某些原因无法取得 Pod 的状态，通常是因为与 Pod 所在主机通信失败。
readinessProbe
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: readiness-httpget-pod
namespace: default
spec:
containers:
- name: httpget
image: nginx
imagePullPolicy: IfNotPresent
readinessProbe:
httpGet:
port: 80
path: /index1.html
initialDelaySeconds: 1
periodSeconds: 3
livenessProbe-exec
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: liveness
namespace: default
spec:
containers:
- name: liveness-exec
image: busybox
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
livenessProbe-httpGet
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: liveness-httpget
namespace: default
spec:
containers:
- name: nginx01
image: nginx
imagePullPolicy: IfNotPresent
ports:
- name: http
containerPort: 80
livenessProbe:
httpGet:
port: http
path: /index.html
initialDelaySeconds: 1
periodSeconds: 3
timeoutSeconds: 10
livenessProbe-tcpSocket
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: tcpsocket
namespace: default
spec:
containers:
- name: nginxv2
image: nginx
imagePullPolicy: IfNotPresent
livenessProbe:
initialDelaySeconds: 5
timeoutSeconds: 1
tcpSocket:
port: 80
start stop操作
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: start
namespace: default
spec:
containers:
- name: nginxv3
image: nginx
imagePullPolicy: IfNotPresent
lifecycle:
postStart:
exec:
command: ["/bin/sh","-c","echo hello > /usr/share/message"]
preStop:
exec:
command: ["/usr/sbin/nginx","-s","quit"]
5. 资源清单
5.1 资源类型
- 名称空间级别：
- 工作负载型：Pod、ReplicaSet、Deployment、StatefulSet、DaemonSet、Job、CronJob
- 服务发现及负载均衡：Service、ingress
- 配置与存储型：Volume（存储卷）、CSI（容器存储接口）
- 特殊类型的存储卷：ConfigMap（保存配置文件）、Secret（保存敏感数据）、DownwardAPI（）
- 集群级别：
Namespace、Node、Role、ClusterRole、RoleBinding、ClusterRoleBinding
- 元数据型：
HPA、PodTemplate、LimitRange
5.2 yaml格式
a.基本语法
- 缩进时只允许使用空格
- 缩进的空格数目不重要，只要相同层级的元素左侧对齐即可
- #注释
b.支持的数据结构
- 对象：键值对的集合
#语法1：
name: steve
age: 18
#语法2：
hash: { name: steve,age: 18 }
- 数组：一组按次序排列的值，又称为序列
#语法1：
animal
- cat
- dog
#语法2：
animal: [cat,dog]
- 纯量：单个的、不可再分的值
字符串 布尔值 整数 浮点数 null 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: ~
#时间用ISO8601格式
iso8601: 2001-12-14t21:59:43.10-05:00
#日期
date: 2000-12-03
- 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进行转义
s1: '内容\n字符串'
s2: '内容\n字符串'
#单引号中如果还有单引号，必须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，必须有一个但空格缩进；换行符会被转为空格
str: 这是一段
多行
字符串
#换行符| >
this: |
aaa
bbb
that: >
aaa
bbb
5.3 常用字段
- 必须存在的属性
#参数名 字段类型 说明
version string 这里指的是k8s API的版本，目前基本上是v1，用kubectl api-versions查看
kind String 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 object 元数据对象的名字，由我们编写比如命名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.containers[].name string 这里是定义容器名字
spec.containers[].image string 这里是定义镜像名称
- 主要对象
#参数名 字段类型 说明
spec.containers[].imagesPullPolicy string 定义镜像拉去策略
（1）Always：每次都重新拉去镜像
（2）Never：仅使用本地镜像
（3）ifNotPresent：有本地就使用本地，没有就拉取在线；默认always
spec.containers[].command[] list 指定容器启动命令，可以指定多个，不指定则使用镜像打包时使用的命令
spec.containers[].args[] list 指定容器启动命令参数，可以指定多个
spec.containers[].workingDir string 指定容器工作目录
spec.containers[].volumeMounts[] list 指定容器内部存储卷配置
spec.containers[].volumeMounts[].name string 指定可以被容器挂载的存储卷名称
spec.containers[].volumeMounts[].mountpath 指定可以被容器挂载的存储卷路径
spec.containers[].volumeMounts[].readOnly 设置存储卷读写模式，true或者false，默认读写
spec.containers[].ports[] list 指定容器用到的端口列表
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[].ports[].hostPort string 指定容器所在主机需要监听的端口号
spec.containers[].ports[].protocol string tcp、udp
spec.containers[].env[] list 容器运行前的环境变量列表
spec.containers[].env[].name string 指定环境变量名称
spec.containers[].env[].value string 指定环境变量的值
spec.containers[].resources object 指定资源限制和资源请求的值
spec.containers[].resources.limits object 指定设置容器运行时的资源限制
spec.containers[].resources.limits.cpu string 指定cpu的限制，单位为core数
spec.containers[].resources.limits.memory 指定内存限制，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 cpu请求，单位为core数，容器启动的初始化可用数量
spec.containers[].resources.requests.memory 指定内存限制，MIB GIB，容器启动的初始化可用数量
- 额外参数
#参数名 字段类型 说明
spec.restartPolicy string 定义pod重启策略
（1）Always：pod一旦死亡就会重启
（2）OnFailure：只有异常退出会重启
（3）Never：pod一旦死亡，不会重启
spec.nodeSelector object 定义node的label过滤标签，key:value格式
spec.imagePullSecrets object 定义pull镜像时使用secret名称，以name:secretkey格式
spec.hostNetwork Boolean 定义是否使用宿主机网络，默认false
5.4 常用命令
#创建容器
$ kubectl create -f *.yaml
#查看pod列表
$ kubectl get pod -o wide
#查看日志
$ kubectl log pod名称 -c 容器名称
#查看pod详细信息
$ kubectl describe pod pod名称
#查看svc
$ kubectl get svc
#查看pod的模板可配置的信息，api版本
$ kubectl expalin Pod
6. 资源控制器
用来控制Pod的具体状态和行为
- ReplicationController和ReplicaSet
ReplicationController（简称RC）是确保用户定义的Pod副本数保持不变，如果pod增多，会终止额外的Pod，如果减少，则会增加Pod
RS和RC没有本质上的不同，RS支持集合式的selector；RS支持标签匹配，以标签来监控副本数量
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: ReplicaSet
metadata:
name: frontend
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
tier: frontend
template:
metadata:
labels:
tier: frontend
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx
env:
- name: GET_HOSTS_FROM
value: dns
ports:
- containerPort: 80
- Deployment
Deployment为Pod和Replica Set提供声明式更新。
你只需要在 Deployment 中描述您想要的目标状态是什么，Deployment controller 就会帮您将 Pod 和ReplicaSet 的实际状态改变到您的目标状态。您可以定义一个全新的 Deployment 来创建 ReplicaSet 或者删除已有的 Deployment 并创建一个新的来替换
- 定义deployment来创建RS管理Pod
- 滚动升级和回滚应用
- 扩容和缩容
- 暂停和继续
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx-deployment
spec:
replicas: 4
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx
ports:
- containerPort: 80
#扩容
$ kubectl scale deployment nginx-deployment --replicas=10
#更新镜像
$ kubectl set image deployment/nginx-deployment nginx=nginx:1.9.1
#回滚
$ kubectl rollout undo deployment/nginx-deployment
$ kubectl rollout undo deployment/nginx-deployment --to-revision=2
#查看回滚状态
$ kubectl rollout status deployment/nginx-deployment
#查看回滚历史
$ kubectl rollout history deployment/nginx-deployment
$ kubectl rollout history deployment/nginx-deployment --revision=4
- DaemonSet
确保全部node节点上运行一个pod的副本。当有node加入集群时，也会为他们新增一个pod。当有node从集群移除时，这些pod也会被回收，删除daemonset将会1删除1他们创建的所有的pod
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
name: daemonset-example
labels:
app: daemonset
spec:
selector:
matchLabels:
name: daemonset-example
template:
metadata:
labels:
name: daemonset-example
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx
- Job
负责批处理任务，仅执行一次的任务，保证批处理任务的一个或多个Pod成功结束
- template格式同Pod
- RestartPolicy仅支持Never或OnFailure
- 单个Pod时，默认Pod成功运行后Job即结束
- .spec.completions标志Job结束需要成功运行的Pod个数。默认为1
- .spec.parallelism标志并行运行的Pod个数，默认为1
- spec.activeDeadlineSeconds标志Pod的重试最大时间，超过这个时间不会继续重试
apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
name: pi
spec:
template:
metadata:
name: pi
spec:
containers:
- name: pi
image: perl
command: ["perl","-Mbignum=bpi","-wle","print bpi(2000)"]
restartPolicy: Never
- CronJob
在特定时间循环创建Job
Cron Job管理基于时间的Job，即 : * * * * *
-
在给定的时间调度Job运行
-
创建周期性运行的Job，例如：数据库备份、发送邮件
-
.spec.schedule：调度，必须字段，指定任务运行周期
-
.spec.jobTemplate：job模板，必须字段，指定需要运行的任务，格式同Job
-
.spec.startingDeadlineSeconds：启动job的期限（秒级别），Job运行时间超过后，会被认为是失败的
-
.spec.concurrencyPolicy：并发策略
Allow：允许并发运行Job
Forbid：禁止并发运行，如果前一个还没有完成，则直接跳过下一个
Replace：取消当前正在运行的Job，用一个新的来替换
-
.spec.supend：挂起后续的Job true false
-
.spec.successfulJobsHistoryLimit和.spec.failedJobsHistoryLimit：历史限制，指定了可以保留多少完成和失败的Job。默认情况下，他们分别设置为3和1.设置限制的值为0，相关类型的Job完成后将不会呗保留
apiVersion: batch/v1beta1
kind: CronJob
metadata:
name: hello
spec:
schedule: "*/1 * * * *"
jobTemplate:
spec:
template:
spec:
containers:
- name: hello
image: busybox
args:
- /bin/sh
- c
- date; echo hello from k8s
restartPolicy: OnFailure
- StatefulSet
稳定的持久化存储，pod重新调度后还能访问到相同的持久化数据，基于PVC实现
稳定的网络标志，pod重新调度后其podname和hostname不变，基于headless service实现（没有cluster ip和service）
有序部署，有序扩展，pod是有顺序的，在部署或者扩展时要依据定义的顺序依次进行，基于init container来实现
有序收缩，有序删除
- Horizontal Pod Autoscaling
仅适用于deployment和RS 在v1版中仅支持根据pod的CPU利用率扩容，在vlapha版本中 支持根据内存和用户自定义的metric扩容缩容
7. Service 服务发现
出现场景，比如nginx配置了3台反向代理的pod副本，其中一个pod死了，资源控制器会重新创建一个pod，这个pod的ip地址会有变化，那么nginx配置文件中还是死掉的pod的IP地址
通过标签，为后端pod组成一个 逻辑分组，具有负载均衡功能， 并为它们提供一个统一的入口
Service只提供4层负载均衡能力，而没有7层功能
当客户端想访问svc的时候，其实就是访问iptables的规则
iptables的规则是通过kube-proxy写入的
apiserver通过监控bube-proxy来进行服务和端点信息的发现
kube-proxy通过pod的标签来判断是否把端点信息写入到对应svc
- service的4种类型
-
ClusterIP：通过集群的内部 IP 暴露服务，选择该值，服务只能够在集群内部可以访问，这也是默认的 ServiceType。
apiserver，用户通过kubectl命令向apiserver发送创建service的命令，apiserver接收到请求后将数据存储在etcd
kubeproxy，这个进程负责感知service和pod的变化，将变化信息写入到本地的iptables规则中
#创建deployment apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: name: nginx-de namespace: default spec: replicas: 3 selector: matchLabels: app: myapp release: stabel template: metadata: labels: app: myapp release: stabel env: test spec: containers: - name: nginx image: nginx ports: - name: http containerPort: 80 #创建svc apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: nginx namespace: default spec: type: ClusterIP selector: app: myapp release: stabel ports: - name: http port: 80 targetPort: 80 -
NodePort：通过每个 Node 上的 IP 和静态端口（NodePort）暴露服务。NodePort 服务会路由到 ClusterIP 服务，这个 ClusterIP 服务会自动创建。通过请求 :，可以从集群的外部访问一个 NodePort 服务。
在node上开了一个端口，将向该端口的流量导入到kube-proxy，然后由kube-proxy进一步给到对应pod
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: nodeport
namespace: default
spec:
type: NodePort
selector:
app: myapp
release: stabel
ports:
- name: http
port: 80
targetPort: 80
nodePort: 30001
-
LoadBalancer：使用云提供商的负载局衡器，可以向外部暴露服务。外部的负载均衡器可以路由到 NodePort 服务和 ClusterIP 服务。
-
ExternalName：通过返回 CNAME 和它的值，可以将服务映射到 externalName 字段的内容（例如， foo.bar.example.com）。 没有任何类型代理被创建，这只有 Kubernetes 1.7 或更高版本的 kube-dns 才支持。
- Headless Service
有时不需要或不想要负载均衡，以及单独的 Service IP。 遇到这种情况，可以通过指定 Cluster IP（spec.clusterIP）的值为 “None” 来创建 Headless Service。
对这类 Service 并不会分配 Cluster IP，kube-proxy 不会处理它们，而且平台也不会为它们进行负载均衡和路由。 DNS 如何实现自动配置，依赖于 Service 是否定义了 selector
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: headless
namespace: default
spec:
selector:
app: myapp
clusterIP: "None"
ports:
- port: 80
targetPort: 80
dig -t A headless.default.svc.cluster.local. @10.244.1.3
- service代理模式分类
7.1 Service Ingress
实现七层代理，统一端口
ingress是nginx实现的，通过nginx负载svc，svc再负载pod，以此实现七层代理
创建ingress资源就是定义好后端代理规则，然后将规则注入到nginx-controller里，然后nginx-controller会在nginx配置文件添加一个server块来代理svc。
而这个ingress规则写明了哪个域名对应k8s集群中的哪个service，然后再根据ingress-controller中的nginx配置模板，生成一段对应的nginx配置。
然后再把该配置动态的写到ingress-controller的pod里，该ingress-controller的pod里面运行着一个nginx服务，控制器会把生成的nginx配置写入到nginx的配置文件中，然后reload一下，使其配置生效。以此来达到域名分配置及动态更新的效果
部署ingress
wget https://gitee.com/mirrors/ingress-nginx/raw/nginx-0.25.0/deploy/static/mandatory.yaml
vim mandatory.yaml
...
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
kind: ClusterRole
metadata:
name: nginx-ingress-clusterrole
labels:
app.kubernetes.io/name: ingress-nginx
app.kubernetes.io/part-of: ingress-nginx
rules:
# 添加
- apiGroups:
- "extensions"
- "networking.k8s.io"
resources:
- ingresses
verbs:
- list
- watch
# 结束
- apiGroups:
- ""
resources:
- configmaps
- endpoints
- nodes
- pods
- secrets
verbs:
- list
- watch
#定义service
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: ingress-nginx
namespace: ingress-nginx
spec:
type: NodePort
ports:
- name: http
port: 80
targetPort: 80
nodePort: 30001
protocol: TCP
- name: https
port: 443
nodePort: 30002
targetPort: 443
protocol: TCP
selector:
app: ingress-nginx
通过域名访问实验
#定义service
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: nginx-svc
namespace: default
spec:
ports:
- port: 80
targetPort: 80
protocol: TCP
selector:
app: nginx
---
#定义nginx-deployment
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx
namespace: default
spec:
replicas: 2
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx
ports:
- name: http
containerPort: 80
---
#定义ingress
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
name: nginx-test
spec:
rules:
- host: www.at.com
http:
paths:
- path: /
backend:
serviceName: nginx-svc
servicePort: 80
8.存储
8.1 ConfigMap
配置文件注册中心：不同的配置文件分配到后端不同的nginx上
创建pod时，可以指定ConfigMap,引用ConfigMap的键值，ConfigMap的键就是文件名，值就是文件内容
1、使用目录创建
$ mkdir configmap
$ vim game.properties
enemies=aliens
lives=3
enemies.cheat=true
enemies.cheat.level=noGoodRottencolor.good=purple
color.bad=yellow
allow.textmode=true
how.nice.to.look=fairlyNice
$ vim ui.properties
color.good=purple
color.bad=yellow
allow.textmode=true
how.nice.to.look=fairlyNice
$ kubectl create configmap game-config --from-file=/root/configmap/
2、使用文件创建
$ kubectl create configmap game-config-2 --from-file=/root/configmap/game.properties
3、使用字面值创建
$ kubectl create configmap special-config --from-literal=special.how=very --from-literal=special.type=charm
4、使用资源清单创建
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
name: env-config
namespace: default
data:
log_level: INFO
5、Pod中使用ConfigMap
#注入环境变量
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: test-pod
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx
command: [ "/bin/sh","-c","env" ]
env:
- name: SPECIAL_LEVEL_KEY
valueFrom:
configMapKeyRef:
name: special-config
key: special.how
- name: SPECIAL_TYPE_KEY
valueFrom:
configMapKeyRef:
name: special-config
key: special.type
envFrom:
- configMapRef:
name: env-config
restartPolicy: Never
6、用ConfigMap设置命令行参数
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
name: special-config
namespace: default
data:
special.how: very
special.type: charm
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: test-pod
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx
command: [ "/bin/sh","-c","echo $(SPECIAL_LEVEL_KEY) $(SPECIAL_TYPE_KEY)" ]
env:
- name: SPECIAL_LEVEL_KEY
valueFrom:
configMapKeyRef:
name: special-config
key: special.how
- name: SPECIAL_TYPE_KEY
valueFrom:
configMapKeyRef:
name: special-config
key: special.type
restartPolicy: Never
7、通过数据卷插件使用ConfigMap
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
name: special-config
namespace: default
data:
special.how: very
special.type: charm
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: test-pod
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx
command: [ "/bin/sh","-c","cat /etc/config/special.how" ]
volumeMounts:
- name: config-volume
mountPath: /etc/config
volumes:
- name: config-volume
configMap:
name: special-config
restartPolicy: Never
8、ConfigMap的热更新
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
name: log-config
namespace: default
data:
log_level: INFO
---
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
name: my-nginx
spec:
replicas: 1
template:
metadata:
labels:
run: my-nginx
spec:
containers:
- name: my-nginx
image: nginx
ports:
- containerPort: 80
volumeMounts:
- name: config-volume
mountPath: /etc/config
volumes:
- name: config-volume
configMap:
name: log-config
$ kubectl exec my-nginx-6844885d5f-2gzfz -it -- cat /etc/config/log_level
INFO
#修改ConfigMap
$ kubectl edit configmap log-config
8.2 Secret
存储和管理一些敏感数据，比如密码，token，密钥等敏感信息。它把 Pod 想要访问的加密数据存放到 Etcd 中。然后用户就可以通过在 Pod 的容器里挂载 Volume 的方式或者环境变量的方式访问到这些 Secret 里保存的信息了
Secret有三种类型：
- Service Account
用来访问Kubernetes API，由Kubernetes自动创建，并且会自动挂载到Pod的 /run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount 目录中
$ kubectl exec -n kube-system kube-proxy-9l6x5 -it -- ls /run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount
ca.crt namespace token
- Opaque：
base64 编码格式的 Secret，用来存储密码、密钥等；但数据也可以通过base64 –decode解码得到原始数据，所有加密性很弱。
Opaque类型数据是一个map类型，要求value是base64编码格式
$ echo -n "admin" | base64
YWRtaW4=
$ echo -n "123.com" | base64
MTIzLmNvbQ==
#创建secret
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
name: mysecret
type: Opaque
data:
password: MTIzLmNvbQ==
username: YWRtaW4=
#创建pod
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
labels:
name: secret-test
name: secret-test
spec:
volumes:
- name: secrets
secret:
secretName: mysecret
containers:
- image: nginx
name: nginx
volumeMounts:
- name: secrets
mountPath: "/etc/secrets"
readOnly: true
$ kubectl exec secret-test -it -- ls /etc/secrets
password username
$ kubectl exec secret-test -it -- cat /etc/secrets/password
123.com
#将secret导出到环境变量中
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
name: pod
spec:
replicas: 2
template:
metadata:
labels:
app: pod
spec:
containers:
- name: pod-1
image: nginx
ports:
- containerPort: 80
env:
- name: TEST_USER
valueFrom:
secretKeyRef:
name: mysecret
key: username
- name: TEST_PASSWORD
valueFrom:
secretKeyRef:
name: mysecret
key: password
$ kubectl exec pod-7f54f85c46-4fwns -it -- /bin/sh
# echo $TEST_USER
admin
# echo $TEST_PASSWORD
123.com
- kubernetes.io/dockerconfigjson
用来存储私有docker registry的认证信息
8.3 Volume
为了持久化保存容器的数据
本质上，Kubernetes Volume 是一个目录，这一点与 Docker Volume 类似。当 Volume 被 mount 到 Pod，Pod 中的所有容器都可以访问这个 Volume
Volume与Pod中的Pause绑定，pod中的容器共享Pause的存储卷
- emptyDir
一个 emptyDir Volume 是 Host 上的一个空目录。emptyDir Volume 对于容器来说是持久的，对于 Pod 则不是。当 Pod 从节点删除时，Volume 的内容也会被删除。但如果只是容器被销毁而 Pod 还在，则 Volume 不受影响。
用法：
临时空间，比如Web服务器写日志或者tmp文件需要的临时目录
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: test-pod
spec:
containers:
- image: nginx
name: nginx
volumeMounts:
- mountPath: /cache
name: cache
volumes:
- name: cache
emptyDir: {}
- hostPath
pod挂载宿主机上的目录或文件，使得容器可以使用宿主机的文件系统进行存储。缺点是，在k8s中，pod都是动态在各node节点上调度。当一个pod在当前node节点上启动并通过hostPath存储了文件到本地以后，下次调度到另一个节点上启动时，就无法使用在之前节点上存储的文件
| 值 | 行为 |
|---|---|
| 空字符串（默认）用于向后兼容，在挂载 hostPath 卷之前不会执行任何检查 | |
| DirectoryOrCreate | 将根据需要在那里创建一个空目录，权限设置为 0755，与 Kubelet 具有相同的组和权限 |
| Directory | 给定的路径下必须存在目录 |
| FileOrCreate | 会根据需要创建一个空文件，权限设置为 0644，与 Kubelet 具有相同的组和权限 |
| File | 给定的路径下必须存在文件 |
| Socket | 给定的路径下必须存在 UNIX 套接字 |
| CharDevice | 给定的路径下必须存在字符设备 |
| BlockDevice | 给定的路径下必须存在块设备 |
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: test-pod
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx
volumeMounts:
- mountPath: /test
name: test-volume
volumes:
- name: test-volume
hostPath:
path: /root/data
type: Directory
8.4 PV-PVC
- PV
外部存储系统中的一块存储空间，由管理员创建和维护。与 Volume 一样，PV 具有持久性，生命周期独立于 Pod。定义了存储的类型，地址，大小，请求方式，回收策略。使用pv就相当于使用了存储
pv是集群资源，创建时无需指定命名空间
- PVC
用户存储请求，它与Pod相似，Pod消耗节点资源，PVC消耗PV资源，PVC通过声明请求存储的大小，访问方式以及标签,类等请求到pv，与pv进行绑定
- 使用流程
1.创建PV，与外部存储进行绑定
2.创建statefulset，statefulset中创建PVC模板，pod上面会有一个pvc
3.PVC会声明一些信息来与PV进行绑定
pvc请求大小如果有两个符合的pv，优先选择存储更小的pv
- PV访问模式
ReadWriteOnce
该卷可以被单个节点以读/写模式挂载
rwo
ReadWriteMany
该卷可以被多个节点以读/写模式挂载(所在节点不同的多个pod可以一起挂载)
rwx
ReadOnlyMany
该卷可以被多个节点以只读模式挂载
rox
如果多副本挂载一个pvc，则存储共享
命令行简写：
RWO - ReadWriteOnce
RWX - ReadWriteMany
ROX - ReadOnlyMany
Volume 插件 ReadWriteOnce ReadOnlyMany ReadWriteMany
SElasticBlockStoreAWSElasticBlockStore ✓ - -
AzureFile ✓ ✓ ✓
AzureDisk ✓ - -
CephFS ✓ ✓ ✓
Cinder ✓ - -
FC ✓ ✓ -
FlexVolume ✓ ✓ -
Flocker ✓ - -
GCEPersistentDisk ✓ ✓ -
Glusterfs ✓ ✓ ✓
HostPath ✓ - -
iSCSI ✓ ✓ -
PhotonPersistentDisk ✓ - -
Quobyte ✓ ✓ ✓
NFS ✓ ✓ ✓
RBD ✓ ✓ -
VsphereVolume ✓ - -
PortworxVolume ✓ - ✓
ScaleIO ✓ ✓ -
StorageOS ✓ - -
- 回收策略
Retain
保留，删除pvc时，pv变为release状态，pv不可用，若想用pv需删掉此pv重建，删除pv并不会删除存储的资源
Recycle
回收，基本擦除，删除pvc时，会将pv路径下的内容删掉，pv重新归为Available状态
Delete
删除，删除pvc的时候。存储资源也会删除掉
当前，只有 NFS 和 HostPath 支持回收策略。
AWS EBS、GCE PD、Azure Disk 和 Cinder 卷支持删除策略，nfs不支持删除策略
- 状态
Available
可用的，一块空闲资源还没有被任何声明绑定的pv
Bound
绑定的，已被pvc绑定的pv
Released
释放的，声明被删除，但是资源还未被集群重新声明
Failed
失败的，该卷的自动回收失败
- PV演示
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: centos
spec:
capacity:
storage: 10Gi #pv大小
volumeMode: Filesystem #卷的类型，可以是Filesystem，也可以bloak(块)
accessModes: #pv支持的请求方式
- ReadWriteOnce #只允许一个节点可读可写
persistentVolumeReclaimPolicy: Retain #pv的回收策略
storageClassName: nfs #pv的类，可表示slow，storage等类别比如nfs是slow，ceph是storage
mountOptions: #挂载选项，可不填写
- hard
- nfsvers=4
nfs: #指定pv使用的存储
path: /data/mariadb #nfs共享路径
server: 10.0.0.14 #nfs服务器ip
- 持久化演示说明
#安装nfs服务器
$ yum -y install nfs-common nfs-utils rpcbind
$ mkdir /nfsdata
$ chmod 666 /nfsdata
$ cat > /etc/exports << EOF
/nfsdata *(rw,no_root_squash,no_all_squash,sync)
/nfsdata1 *(rw,no_root_squash,no_all_squash,sync)
/nfsdata2 *(rw,no_root_squash,no_all_squash,sync)
/nfsdata3 *(rw,no_root_squash,no_all_squash,sync)
EOF
$ systemctl start rpcbind && systemctl start nfs
#部署PV
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: nfs-pv-1
spec:
capacity:
storage: 1Gi
accessModes:
- ReadWriteOnce
persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
storageClassName: nfs
nfs:
path: /nfsdata
server: 192.168.2.21
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: nfs-pv-2
spec:
capacity:
storage: 2Gi
accessModes:
- ReadWriteOnce
persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
storageClassName: nfs
nfs:
path: /nfsdata1
server: 192.168.2.21
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: nfs-pv-3
spec:
capacity:
storage: 3Gi
accessModes:
- ReadWriteOnce
persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
storageClassName: nfs
nfs:
path: /nfsdata2
server: 192.168.2.21
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: nfs-pv-4
spec:
capacity:
storage: 4Gi
accessModes:
- ReadWriteMany
persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
storageClassName: slow
nfs:
path: /nfsdata3
server: 192.168.2.21
#创建服务并使用PVC
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: nginx
labels:
app: nginx
spec:
ports:
- port: 80
name: web
clusterIP: None
selector:
app: nginx
---
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
name: web
spec:
selector:
matchLabels:
app: nginx
serviceName: "nginx"
replicas: 3
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx
ports:
- containerPort: 80
name: web
volumeMounts:
- name: www
mountPath: /usr/share/nginx/html
volumeClaimTemplates:
- metadata:
name: www
spec:
accessModes: [ "ReadWriteOnce" ]
storageClassName: "nfs"
resources:
requests:
storage: 1Gi
- statefulSet
特性：
创建statfulset时先创建无头服务
pod命名规则：
pod名为statefulset名-N,N是序号名，从0开始 比如statefulset为web，那么pod为web-0 web-1
暴露方式：
pod使用无头服务暴露，域名为service_name.namespace名.svc.cluster.local
pvc命名规则:
volumeClaimTemplates.name-pod名，比如pvc模板名字为www，pod名为web-0，第一个pvc便是www-web-0
稳定网络位：
如果pod被删除，重新起来的pod会沿用之前的名字，并且，pod名有一个A记录，域名格式为：
pod名.service名
有序部署：
当Statfulset创建时，先创建一个pod，序号为0，当前一个podrunning时才会创建第二个pod。
并且在pod创建时，根据deployment定义的pvc模板自动创建pvc，也是有序部署
有序删除：
当Statfulset被删除时，它们被终止的顺序是从N-1到0
有序扩展：
当对Pod执行扩展操作时，与部署一样，它前面的Pod必须都处于Running和Ready状态
9.集群调度
scheduler是k8s的调度器，主要作用是将pod调度到合适的节点，其需考虑一下问题：
1.公平：如何保证每个节点都能分配资源
2.资源利用最大化：集群里所有资源最大化使用
3.效率：大批量调度pod的速度更快
4.灵活：允许用户按需自定义配置调度
scheduler一直监听在api server上获取没有指定nodeName的pod来进行调度。对每个pod都会进行binding，表明该pod应该放在哪个节点上
调度过程：
调度分为两个部分：过滤和打分，过滤是将不符合的节点排除。然后再给剩下的节点进行打分优选，最后从中选择分数最高的节点进行调度，如果多个打分后仍是有多个node可选，则随机选择一个节点进行调度，如果中间有任何一步错误都会直接返回错误
- 过滤
PodFitsResources: 节点上剩余的资源是否满足Pod，内存和cpu是否满足requests
PodFitsHost: 如果Pod指定了NodeName，检查节点名称是否和PodName匹配
PodFitsHostPorts: 检查节点上已经使用的端口是否和Pod申请的Port冲突
PodSelectorMatches: 过滤掉和pod标签不匹配的节点
NodeDiskconflict: 检查节点的volume挂载，如果是只读挂的便和Pod冲突
- 打分
如果在预选时没有合适的节点，那么Pod将一直处于Pending状态，并且不断重试调度，直到有节点满足
如果在预选以后如果有多个节点满足预选条件，就继续进行优选过程：按照优先级对节点排序
优选是由一系列键值对组成，其中键是优选名称，值是优选的权重
LeastRequestedPriority： 通过计算节点CPU和Memory使用率决定权重，CPU和Memory使用率越小的节点权重越高
BalancedResourceAllocation： 节点的CPU和Memory使用比例越近权重越高，比如一个节点CPU10% Memory%50,就没有CPU和Memory同为%30的权重高，此优选和上面的连用，一般不会单独使用。
ImageLocalityPriority: 倾向于已有镜像的节点，镜像总大小越大，权重越高
可参阅文档: https://kubernetes.io/zh/docs/reference/scheduling/config/#multiple-profile
通过官方文档来自定义shceduler，pod可通过spec.schedulername字段选择使用某个调度器进行调度
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: annotation-second-scheduler
labels:
name: multischeduler-example
spec:
schedulername: my-scheduler
containers:
- name: pod-with-second-annotation-container
image: gcr.io/google_containers/pause:2.0
9.1 指定节点调度：
- nodeName：指定node名强制调度，优先级最高
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx
labels:
app: nginx
spec:
replicas: 2
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
nodeName: host-3 #指定node名即可，如果没有则pod将处于pending状态
containers:
- name: nginx
image: nginx
ports:
- containerPort: 80
- **nodeSelector：**通过节点标签进行调度
如果使用NodeSelector，则节点挂了，则pod也会挂，如果使用亲和性软策略即可避免，软策略是尽可能的使用指定节点，如果没有就算了，我还可以用其他的。
$ kubectl get nodes --show-labels
$ kubectl label nodes host-2 gou=gaoshengnan
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx
labels:
app: nginx
spec:
replicas: 2
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx
ports:
- containerPort: 80
nodeSelector: #指定标签即可，如果没有则pod将处于pending状态
gou: gaoshengnan
9.2 亲和性调度
软策略和硬策略一起使用时先满足硬策略才会看软策略，多个软策略同时使用时，要增加权重
- 键值运算关系：
In： 规定标签需有指定的值
Notin: 规定标签不能有指定值
Gt： 规定标签中的值大于指定值
Lt： 规定标签中的值小于指定的值
Exists：指定的label需存在
DoesExists：指定的label不需存在
1.如果同时指定了 nodeSelector 和 nodeAffinity，两者必须都要满足，才能将 pod 调度到候选节点上
2.如果指定了多个nodeSelectorTerms，则如果其中一个 nodeSelectorTerms 满足的话，pod将可以调度到节点上。
3.如果指定了多个 matchExpressions，则只有当所有 matchExpressions 满足的话，pod 才会可以调度到节点上。
4.如果matchExpressions下的key values指定了多个，则必须都满足
- 节点亲和性 nodeAffinity
pod.spec.affinity.nodeAffinity， 强调Pod要调度哪个节点，需要节点的某标签
- requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution (硬策略)
: 必须满足条件
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
labels:
app: nodeAffinity
name: nodeaffinity
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: nodeaffinity
template:
metadata:
labels:
app: nodeaffinity
spec:
containers:
- image: nginx
name: nginx
affinity: #亲和性
nodeAffinity: #Node亲和性
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: #硬策略
nodeSelectorTerms: #Node亲和性方案
- matchExpressions:
- key: kubernetes.io/hostname
values:
- host-2
operator: In #键值对运算，这代表标签为kubernetes.io/hostname里必须有k8s-node1值
- preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution (软策略)
符合策略就去执行，不符合就执行默认调度；
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
labels:
app: nodeAffinity
name: nodeaffinity
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: nodeaffinity
template:
metadata:
labels:
app: nodeaffinity
spec:
containers:
- image: nginx
name: nginx
affinity: #亲和性
nodeAffinity: #Node亲和性
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- weight: 1 #多个软策略设置权重，权重范围为1-100，多个软亲和满足条件，按权重调度
preference:
matchExpressions:
- key: kubernetes.io/hostname
operator: In
values:
- host-2
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- weight: 2 #此权重比上面的大，则优先满足权重更高的调度
preference:
matchExpressions:
- key: kubernetes.io/hostname
operator: In
values:
- host-3
- 节点软硬亲和度
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
labels:
app: nodeAffinity
name: nodeaffinity
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: nodeaffinity
template:
metadata:
labels:
app: nodeaffinity
spec:
containers:
- image: nginx
name: nginx
affinity:
nodeAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
nodeSelectorTerms:
- matchExpressions:
- key: kubernetes.io/hostname
values:
- host-2
operator: In
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- weight: 1
preference:
matchExpressions:
- key: kubernetes.io/hostname
operator: In
values:
- host-3
- Pod亲和性 podAffinity
解决pod可以和哪些pod部署在同一个节点里面
根据在节点上正在运行的pod的标签而不是节点的标签进行判断和调度，要求对节点和pod两个条件进行匹配。
#先创建一个pod，标签是app: nginx
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
labels:
app: nginx
name: nginx
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- image: nginx
name: nginx
#创建带有亲和性的deployment
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
labels:
app: nodeAffinity
name: nodeaffinity
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: nodeaffinity
template:
metadata:
labels:
app: nodeaffinity
spec:
containers:
- image: nginx
name: nginx
affinity:
podAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- labelSelector:
matchExpressions:
- key: app
operator: In
values:
- nginx #Pod的标签为app=nginx
topologyKey: kubernetes.io/hostname #拓扑域，通过此键判断pod在哪个节点上，一个域可有多个节点
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- weight: 1
podAffinityTerm:
labelSelector:
matchExpressions:
- key: app
values:
- nginx
operator: NotIn
topologyKey: kubernetes.io/hostname
#运行后，pod会找到app=nginx标签的pod，然后通过拓扑域指定的节点的标签，将该pod调度到拥有app=nginx标签的pod所在节点上。
- Pod反亲和
pod的反亲和性是为了解决pod不能和哪些pod部署在一起的问题
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx
namespace: default
spec:
replicas: 2
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- image: nginx
name: nginx
ports:
- containerPort: 80
affinity:
nodeAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
nodeSelectorTerms:
- matchExpressions:
- key: zone
operator: In
values:
- bj
podAntiAffinity:
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- weight: 10
podAffinityTerm:
labelSelector:
matchExpressions:
- key: app
operator: In
values:
- nginx
topologyKey: "kubernetes.io/hostname"
#此时两个节点都有 zone=bj的标签，运行后表示nginx只能放置在标签为zone=bj的node上；另外，尽量放在pod没有标签app=nginx的节点（通俗的说，一个节点尽量不要放两个nginx）
9.3 污点和容忍
Taint与Toleration
Taint和Toleration相互配合使用，可以避免Pod被调度到不合适的节点，每个节点都可应用多个Tanit，这代表不能容忍Taint的Pod不可以在节点上运行。如果将Toleration应用到Pod，则表示Pod可以容忍污点，便可调度到具有匹配的污点的节点上(不是强制)
- 污点（Taint）
- 污点组成
key=value:effect
- 每个污点都有一个Key和Value作为污点的标签，Value可以为空，effect是指定污点的策略，目前支持如下
NoSchedule： 表示不能有Pod调度到具有该污点的节点上
PreferNoSchedule： 尽可能不要调度到具有该污点的节点上
NoExecute： 不仅不让Pod来调度，还把节点上的其他Pod也给驱逐掉
- 污点设置、查看和去除
# 设置污点
kubectl taint nodes host-2 key1=value1:NoSchedule
# 节点说明中，查找Taints字段
kubectl describe node host-1
# 去除污点
kubectl taint nodes host-2 key1=value1:NoSchedule-
- 容忍 （Toleration）
设置了容忍的Pod将可以容忍污点的存在，可以被调度到存在污点的node上
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx
namespace: default
spec:
replicas: 2
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- image: nginx
name: nginx
ports:
- containerPort: 80
affinity:
nodeAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
nodeSelectorTerms:
- matchExpressions:
- key: zone
operator: In
values:
- bj
podAntiAffinity:
preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- weight: 10
podAffinityTerm:
labelSelector:
matchExpressions:
- key: app
operator: In
values:
- nginx
topologyKey: "kubernetes.io/hostname"
tolerations:
- key: "app"
value: "nginx"
effect: "NoExecute"
operator: "Equal"
tolerationSeconds: 3600
tolerations下的key，value，effect要和污点一致，其中tolerationSeconds代表node为NoExecute的污点效果时，允许pod可运行时间，如果不指定，那么便一直在node上运行
operator的默认值是Equal，如果指定的是Equal，那么容忍和污点的key`要保持一直，表示可以容忍污点
如果设定为Exists那么容忍不能指定value值
设定Exists的两种情况:
如果key为空，表示pod可容忍所有的污点
如果effect为空，则pod可容忍指定污点的污点效果
10.集群安全
kubernetes是一个分布式集群管理工具，保证其安全性是非常重要的，Api Server是集群内部各个组件的通信中介，也是外部控制的入口，所以kubernetes的安全机制基本就是围绕保护API Server来设计的。kubernetes使用了认证（Authentication）、鉴权(Authorization)、准入控制（AdmissionControl）三步来保证API Server的安全
10.1 认证
- Http Token
通过Token来识别合法用户，token是一串很长的特殊编码的字符串，每个token对应一个用户名。存放在了API Server能访问的文件中
客户端发起API请求时，需在HTTP Header里放入Token,API Server收到请求后会查看Header里是否有Token，如果有会对比文件中的Token，识别用户是哪个用户就拥有哪个用户的权限。
因为其Token不是在etcd里而是个文件中，所以安全性较低。
- Http Base
用户名+密码，密码采用bash64算法进行编排后放到HTTP Requests中的Header中的Authorization 域里发送给服务端，服务端收到后进行编码，获取用户名及密码和集群里进行比对
因为密码是base64方式加密，所以安全性也比较低。
- Https证书认证
https双向认证，服务端验证客户端是否合法，客户端也会验证服务端是否为请求的服务端(企业多数选择)
1.服务端和客户端向当前kubernetes中的ca申请证书，ca再下发证书
2.当客户端访问服务端的时候会将证书发给服务端，服务端也将证书发给客户端来验证
3.验证通过后，客户端和服务端通过随机密钥来进行通信
需要认证的组件
kubernetes组件对APi Server的访问：Kubectl，Controller Manager，Scheduler，Kubelet，kube-proxy
kubernetes管理的Pod对容器的访问：Pod（dashboard也是以Pod形式）controller manager以及scheduler与API Server在一个节点上，所以直接使用API Server的非安全端口访问，访问127.0.0.1:6443即可
kubectl kubelet,kube-proxy访问API Server时都是远程访问，所以需要HTTPS双向认证
证书颁发
手动颁发：通过kubernetes内部的ca进行签证证书
自动颁发：kubectl第一次连接服务端时使用Token连接，通过后 Controller Manager会为kubelet生成一个证书，以后便使用证书认证（kubeadm方式部署，都是用的自动颁发）
kubeconfig
kubeconfig文件包含集群参数(ca证书，APi server地址+端口)，集群context信息（集群名称，用户名）客户端参数
（上面生成的证书和私钥），kubernetes的组件启动时指定不同的Kubeconfig文件可以切换到不同的集群
10.1.1 ServiceAccount
pod中的容器访问API Server所使用的，因为Pod的创建删除都是动态的，像组件一样给需要访问API Server 的 Pod证书以后，Pod删除了，证书就废了，十分浪费集群资源，所以有了Service Account,Pod可以使用此来循环认证，SA实际也是一组文件，包含了私钥，命名空间等重要信息，相当于Pod的用户。
Secret与sa的关系：
Secret有一种类型是Service Account，在创建sa的时候会自动创建一个secret来为sa做加密，每个命名空间都有一个默认的sa和默认的secret，如果pod在运行时未指定sa，则pod使用默认的sa，pod会通过secret将sa挂载到pod的/run/secret/kubenetest.io/serviceaccount目录下
secret挂载了三个文件：namespcae、Token、ca.crt
namespace： 是pod所在的命名空间，标识这个sa作用在哪个命名空间中
Token： 是使用API Server签名的JWT。用于访问APi Server时，Server端认证
ca.crt： 根证书，用于Client端验证APi Server发送的证书
本机组件直接使用127.0.0.1访问，其他远程组件需要https双向认证；pod访问需要使用SA去认证，SA通过secret挂载到pod中
10.2 鉴权
上面认证的过程，只是确认双方可以通信。而鉴权是确定请求方有哪些资源的权限，API Server目前支持以下鉴权策略：(可通过 API启动参数 "–authorization-mode"来指定鉴权策略)
AlwaysDeny：表示拒绝所有的请求，一般用于测试
AlwaysAllow：允许接收 所有请求，如果集群不需要鉴权流程，则可以采用该策略
ABAC（Attribute-Based Access Control）：基于属性的访问控制，表示使用用户配置的鉴权规则对用户请求进行匹配和控制 (修改后需重新启动API才可以生效)
Webbook：通过调用外部 REST 服务对用户进行鉴权（内部集群中无法使用kubectl进行管理）
RBAC（Role-Based Access Control）：基于角色的访问控制，现行默认规则(1.15版本开始采用，现在已经是默认使用此策略)
- RBAC 授权模式
RBAC（Role-Based Access Control）基于角色的访问控制，在 Kubernetes 1.5 中引入，现行版本成为默认标
准。相对其它访问控制方式，拥有以下优势
- 对整个集群的资源和非资源覆盖 #资源是Pod，Deploy，内存，cpu,非资源是一些元数据信息，比如pod状态
基本将集群的所有都覆盖了
-
整个RBAC完全由几个API对象完成，同其他API对象一样，可以用kubectl或API进行操作
-
可以在运行时调整，无需重启API
RBAC的API资源对象说明:
RBAC引入了四个顶级对象：Role、ClusterRole、RoleBinding、ClusterRoleBinding四种对象，均可通过kubectl和API进行操作
Role and ClusterRole
在RBAC API中，Role表示一组规则权限，权限是累加形式，也就是说开始没有任何权限，加什么权限有什么权限，不会
出现上了Role有一堆权限，然后删除权限！Role绑定与一个namespace，若想跨namespace，使用ClusterRole。
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
kind: Role
metadata:
namespace: test #创建在哪个命名空间
name: pod-reader
rules:
- apiGroups: [""] #代表赋予pod-reader的组和版本，如过为空代表core核心组
resources: ["pods"] #对象是Pod
verbs: ["get","watch","list"] #动作，获取，监听。列出，也就是拥有get Pod的详细信息权限，以及获取，监听
ClusterRole拥有和Role相同的权限角色能力，只是ClutserRole作用于整个集群，ClusterRole可以用于：
- 集群级别的资源访问：比如node访问权限
- 非资源类型：比如endpoint
- 所有命名空间下的资源控制：比如Pod
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
kind: ClusterRole
metadata:
name: secret-reader
rules:
- apiGroups: [""] #代表赋予pod-reader的组和版本，如过为空代表core核心组
resources: ["secret"] #对象是Pod
verbs: ["get","watch","list"] #动作，获取，监听。列出，也就是拥有get Pod的详细信息权限，以及获取，监听
#查看当前命名空间下的角色
kubectl get role
#查看集群角色
kubectl get clusterrole | grep xx
#命令方式创建role
kubectl create role read-pod --verb=get --verb=watch --verb=list --resource=pod --dry-run -o yaml > role.yaml
#常见使用方式
# 允许读/写在 "extensions" 和 "apps" API 组中的 "deployments" 资源：
rules:
- apiGroups: ["extensions", "apps"]
resources: ["deployments"]
verbs: ["get", "list", "watch", "create", "update", "patch", "delete"]
# 允许读取 "pods" 和读/写 "jobs" :
rules:
- apiGroups: [""]
resources: ["pods"]
verbs: ["get", "list", "watch"]
- apiGroups: ["batch", "extensions"]
resources: ["jobs"]
verbs: ["get", "list", "watch", "create", "update", "patch", "delete"]
RoleBinding and ClusterRoleBinding:
RoleBinding可以将定义好权限的角色绑定给一组对象(subjects)，subejects里包含User，Group，Service Account。RoleBinding可以绑定一个Role，也可以绑定一个ClusterRole给用户等，而ClusterRoleBinding只能绑定ClusterRole
将test命名空间的pod-reader Role授予tom用户，此时tom在test命名空间拥有了pod-reader权限
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: RoleBinding
metadata:
name: read-pod #RoleBinding的名字
namespcae: test #绑定给test命名空间
subjects: #对象
- kind: User #对象类型
name: Tom #用户的名字
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io #如果绑定的是sa，则该字段不可写
roleRef:
kind: Role #绑定类型为角色
name: read-pod #绑定的角色名
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
Rolebinding也可以引用ClusterRole来对当前namespace内的用户、用户组、SA进行绑定，这种操作允许管理员创建一些通用的ClusterRole，然后在不同的namespace里使用
如果集群中有多个namespace分配给不同的管理员，每个namespace的权限是一样的，就可以只定义一个clusterrole，然后通过rolebinding将不同的namespace绑定到管理员身上，否则就需要每个namespace定义一个Role，然后做一次rolebinding
例如以下RoleBinding引用了一个ClusterRole，这个ClusterRole拥有访问集群内的secret的访问权限，但是授权给用户jerry只能在default的namespace里使用：
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: RoleBinding
metadata:
name: secret-read
namespace: default
subjects:
- kind: User
name: jerry
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
roleRef:
kind: ClusterRole
name: read-secret
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
#查看roleBinding的详细信息
kubectl get rolebinding -o wide -n default
NAME AGE ROLE USERS GROUPS SERVICEACCOUNTS
secret-read 39s ClusterRole/read-secret jerry
roleBinding名 创建时间 绑定的角色 绑定给的对象
#命令方式创建rolebinding
kubectl create rolebinding NAME --clusterrole=NAME|--role=NAME [--user=username] [--group=groupname]
对资源引用方式(resources)：
Kubernetes集群内一些资源是以字符串表示的，这些字符串会在API的URL地址中出现，同时某些资源会包含子资源，例如logs资源就属于Pods的子资源，API的样例：
GET /api/v1/namespaces/{namespace}/pods/{name}/log
子资源：
在RBAC鉴权模式下控制这些子资源的访问权限，可以通过/分隔符来实现，以下是对Pod的子资源logs进行控制样例：
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
kind: Role
metadata:
name: pod-logs
namespace: default
rules:
- apiGroups: [""]
resources: ["pods/log"]
verbs: ["get","list"]
对主体引用方式(subject):
RoleBinding和ClusterRoleBinding绑定给Subjects，Subjects可以是user，groups，service accounts
subjects中的User是使用字符串去表示，可以是普通字符串，数字，甚至使用邮箱也可以，但user的前缀system: 是系统保留的，确保普通用户不会使用此前缀。
Groups书写格式和Users相同，都为一串字符串，且system:前缀同样是系统保留
常见引用主体方式：
用户的名称为 “alice@example.com”:
subjects:
- kind: User
name: "alice@example.com"
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
组的名称为 “frontend-admins”:
subjects:
- kind: Group
name: "frontend-admins"
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
服务账号在 kube-system 命名空间中:
subjects:
- kind: ServiceAccount
name: default
namespace: kube-system
在名称为 “qa” 命名空间中所有的服务账号:
subjects:
- kind: Group
name: system:serviceaccounts:qa
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
所有的服务账号:
subjects:
- kind: Group
name: system:serviceaccounts
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
所有认证过的用户 （版本 1.5+）:
subjects:
- kind: Group
name: system:authenticated
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
所有未认证的用户 （版本 1.5+）:
subjects:
- kind: Group
name: system:unauthenticated
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
所有用户 （版本 1.5+）:
subjects:
- kind: Group
name: system:authenticated
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
- kind: Group
name: system:unauthenticated
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
默认的role和clusterRole：
| cluster-admin | system:masters 组 | 允许超级用户在平台上的任何资源的所有操作。 当在 ClusterRoleBinding 中使用时，可以授权对集群中以及所有命名空间中的全部资源进行完全控制。 当在 RoleBinding 中使用时，可以授权控制 RoleBinding 所在命名空间中的所有资源，包括命名空间本身。 |
|---|---|---|
| admin | 无 | 允许管理员访问权限，旨在使用 RoleBinding 在命名空间内执行授权。 如果在 RoleBinding 中使用，则可授予对命名空间中的大多数资源的读/写权限， 包括创建角色和绑定角色（RoleBinding）的能力。 但是它不允许对资源配额或者命名空间本身进行写操作。 |
| edit | 无 | 允许对命名空间的大多数对象进行读/写操作。 它不允许查看或者修改角色（Roles）或者角色绑定（RoleBindings）。 |
| view | 无 | 允许对命名空间的大多数对象有只读权限。 它不允许查看角色（Roles）或角色绑定（RoleBindings）。 它不允许查看 Secrets，因为这类操作属于越权。 |
实验：
# 创建用户并设置密码
$ useradd tom
$ echo 123.com | passwd --stdin tom
# 书写用户的证书
vim tom.json
{
"CN": "tom",
"hosts": [],
"key": {
"algo": "rsa",
"size": 2048
},
"names": [
{
"C": "CN",
"ST": "HangZhou",
"L": "XS",
"O": "k8s",
"OU": "System"
}
]
}
# 安装证书生成工具
$ wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl_linux-amd64
$ mv cfssl_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssl
$ wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssljson_linux-amd64
$ mv cfssljson_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssljson
$ wget https://pkg.cfssl.org/R1.2/cfssl-certinfo_linux-amd64
$ mv cfssl-certinfo_linux-amd64 /usr/local/bin/cfssl-certinfo
# 生成证书
cd /etc/kubernetes/pki #此目录存放了密钥信息
cfssl gencert -ca=ca.crt -ca-key=ca.key -profile=kubernetes /root/install-k8s/cert/tom/tom.json | cfssljson -bare tom
-ca: ca的证书
-ca-key 私钥
-profile 创建信息
-bare 输出格式
ls
tom.pem tom-key.pem
#设定集群参数
cd /root/install-k8s/cert/tom
export KUBE_apiServer="https://192.168.2.100:6443"
kubectl config set-cluster kubernetes \
--certificate-authority=/etc/kubernetes/pki/ca.crt \
--embed-certs=true \
--server=${KUBE_apiServer} \
--kubeconfig=tom.kubeconfig
#设置客户端参数
kubectl config set-credentials tom \
--client-certificate=/etc/kubernetes/pki/tom.pem \
--client-key=/etc/kubernetes/pki/tom-key.pem \
--embed-certs=true \
--kubeconfig=tom.kubeconfig
#设置上下文参数（绑定到哪个空间）
kubectl config set-context kubernetes \
--cluster=kubernetes \
--user=tom \
--namespace=tom \
--kubeconfig=tom.kubeconfig
$ kubectl create namespace tom
#创建RoleBinding，将集群角色admin绑定给tom用户，作用于tom命名空间
kubectl create rolebinding tom-admin --clusterrole=admin --user=tom --namespace=tom
su - tom
mkdir .kube
exit
cp /root/sec/cert/tom/tom.kubeconfig /home/tom/.kube/
chown tom.tom /home/tom/.kube/tom.kubeconfig
su - tom
cd .kube
mv tom.kubeconfig config
#切换上下文：
kubectl config use-context kubernetes --kubeconfig=/home/tom/.kube/config
su - tom
kubectl get pod #至此授权完毕
准入控制：
准入控制是API Server的插件集合，通过添加不同的插件，实现不同的准入控制规则。甚至于API Server的一些主
要的功能都需要通过 Admission Controllers 实现，比如 ServiceAccount
官方文档上有一份针对不同版本的准入控制器推荐列表，其中最新的 1.19 的推荐列表是：
NamespaceLifecycle, LimitRanger, ServiceAccount, TaintNodesByCondition, Priority, DefaultTolerationSeconds, DefaultStorageClass, StorageObjectInUseProtection, PersistentVolumeClaimResize, RuntimeClass, CertificateApproval, CertificateSigning, CertificateSubjectRestriction, DefaultIngressClass, MutatingAdmissionWebhook, ValidatingAdmissionWebhook, ResourceQuota
列举几个插件的功能：
NamespaceLifecycle： 防止在不存在的 namespace 上创建对象，防止删除系统预置 namespace，删除namespace 时，连带删除它的所有资源对象。
LimitRanger：确保请求的资源不会超过资源所在 Namespace 的 LimitRange 的限制。
ServiceAccount： 实现了自动化添加 ServiceAccount。
ResourceQuota：确保请求的资源不会超过资源的 ResourceQuota 限制。
11.HelmV2版本及其功能
Helm通过打包的方式，支持发布的版本管理和控制，简化了k8s应用部署和管理
Helm的本质是让k8s的应用deployment，service等)可配置，能动态生成。
它是通过动态生成k8s资源清单(deployment.yaml,service.yaml)，然后再调用kubectl自动执行k8s资源部署实现的。
- 两个重要概念
-
chart是创建一个应用的信息集合，包括各种kubernetes对象的配置模板，参数定义、依赖关系、文档说明等。
chart是应用部署的自包含逻辑单元。可以将chart想象成yum中的软件包
-
release 是 chart 的运行实例，代表了一个正在运行的应用。当 chart 被安装到 Kubernetes 集群，就生成
一个 release。chart 能够多次安装到同一个集群，每次安装都是一个 release
在docker中，将应用程序或者说整个运行环境封装成镜像，通过运行镜像，生成容器
在k8s中，Helm把集群的部署方案写入到chart里，通过chart部署集群，生成对应的release
11.2 自建chart
#创建文件夹
$ mkdir ./hello-world
$ cd ./hello-world
#创建自描述文件：Chart.yaml，此文件必须存在，且文件内必须有name和version字段，注意，C是大写
$ vim Chart.yaml
name: hello-word
version: 1.0.0
#创建模板文件，用于生成Kubernetes 资源清单
$ mkdir ./templates #必须是templates目录，这是固定格式
$ cd templates
$ vim deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
creationTimestamp: null
labels:
app: helm-hello-word
name: helm-hello-word
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: helm-hello-word
template:
metadata:
creationTimestamp: null
labels:
app: helm-hello-word
spec:
containers:
- image: nginx
name: nginx
# 使用命令 helm install RELATIVE_PATH_TO_CHART 创建一次Release
$ helm install --name hello-word .
# 查看release信息
$ helm ls
# 通过kubectl查看
$ kubectl get pod
- values文件
定义整个template的全局变量
通过更改values文件即可达成更改deployment，svc等资源清单的目的
#像image，repository都可以随便写，然后deployment引用的时候一致即可，
#更改某个参数时，只需更改values然后使用helm upgrade release_name即可实现
#创建values
vim hello-word/values.yaml
image:
repository: nginx
tag: "v1"
#创建deployment的资源清单
vim hello-word/templates/deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
creationTimestamp: null
labels:
app: helm-hello-word
name: helm-hello-word
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: helm-hello-word
template:
metadata:
creationTimestamp: null
labels:
app: helm-hello-word
spec:
containers:
- image: {{ .Values.image.repository }}:{{ .Values.image.tag}}
imagePullPolicy: IfNotPresent
name: nginx
#创建service的资源清单
vim hello-word/templates/service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
creationTimestamp: null
labels:
app: helm-hello-word
name: helm-hello-word
spec:
ports:
- name: 80-80
port: 80
protocol: TCP
targetPort: 80
selector:
app: helm-hello-word
type: NodePort
status:
loadBalancer: {}
#安装chart，生成release
helm install --name test .
curl验证
#修改values的参数
vim hello-word/values.yaml
image:
repository: nginx
tag: "1.8.1"
#更新release
helm upgrade test .
curl 验证
- helm版本更新
vim configmap.yaml
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
name: hello-word-helm
data:
index.html: |
this is hello-word-helm
thank you listening
#在上面的deployment增加以下字段：
volumeMounts:
- name: hello-word-helm
mountPath: /usr/share/nginx/html/index.html
subPath: index.html
volumes:
- name: hello-word-helm
configMap:
name: hello-word-helm
#更新,会触发重新部署
helm upgrade hello-word-helm .
#查看版本信息
helm histroy hello-word-helm
11.3 基本命令
#安装Chart 生成release
helm install --name release_name --namespace namespace_name
-f #-f的意思是指定values文件
--version number #指定版本
#尝试安装
hlem install --name release_name --dry-run
--dry-run #测试运行，并不会真正的运行
#查看release信息
helm list
helm ls
helm ls -a #可查看到已停用的release版本
#helm更新
helm upgrade release_name .
#可查看到当前release版本信息
helm list
helm ls
#查看历史信息
helm history release_name
#回滚helm
helm rollback --debug release_name 版本号
#查看状态
kubectl get pod
helm status release_name
#删除release
helm delete release_name
此命令在使用后对象如pod，deployment，撒都会被删除，但是release版本还会存在，类似rs更新一样，可以再次激活
可使用helm rollback release_name 版本号激活
#删除release历史版本：
helm delete --purge relsase_name --purge会删除掉历史版本
#调试：使用--dry-run --debug会打印出清单内容，但并不会真的执行
helm install --name release_name . --dry-run --debug --set image.tag=latest
#更新仓库(类似于yum仓库)
helm update repo
#查看仓库
helm repo list
#增加repo仓库
helm repo add repo_name xxx
#删除repo仓库
helm repo remove repo_name
#将Chart下载到本地
helm fetch chart_name [--version]
#搜索应用,会根据指定的repo，搜索其下所有包
helm search repo <repo_name>
#根据输入的包在配置的所有仓库中搜索
helm search repo <app_name>
#查看release状态
helm status release_name
12.HelmV3版本及其功能：
- 去掉Tiller服务端，不再使用Tiller来连接集群
- release支持不同命名空间中重复使用
- 可以将Chart推送到docker镜像仓库
V3版本当作使用Helm Client端直接通过kubeconfig，然后kubeconfig连接kube-apiServer，由kube-apiServer创建应用
- 两个重要概念
-
chart是创建一个应用的信息集合，包括各种kubernetes对象的配置模板，参数定义、依赖关系、文档说明等。
chart是应用部署的自包含逻辑单元。可以将chart想象成yum中的软件包
-
release 是 chart 的运行实例，代表了一个正在运行的应用。当 chart 被安装到 Kubernetes 集群，就生成
一个 release。chart 能够多次安装到同一个集群，每次安装都是一个 release
在docker中，将应用程序或者说整个运行环境封装成镜像，通过运行镜像，生成容器
在k8s中，Helm把集群的部署方案写入到chart里，通过chart部署集群，生成对应的release
安装
tar -xzvf helm-v3.3.1-linux-amd64.tar.gz
cp linux-amd64/helm /usr/local/bin
helm version
配置helm仓库
#增加微软helm仓库,默认仓库有墙，这个仓库传输速度快，且和官方版本保持一致
helm repo add stable http://mirror.azure.cn/kubernetes/charts/
#查看
helm repo list
12.1 自建chart
#创建chart模板
helm create hello-word
#修改模板
cd hello-word/templates
rm -rf *
kubectl create deployment web --image=nginx --dry-run -o yaml > deployment.yaml
kubectl create service clusterip web --tcp=80:80 --dry-run -o yaml > serviece.yaml
#安装hello-word
cd hello-word
helm install hello-word .
#查看
helm ls
kubectl get pod
#验证
kubectl get svc
curl
- values文件
定义整个template的全局变量
通过更改values文件即可达成更改deployment，svc等资源清单的目的
#像image，repository都可以随便写，然后deployment引用的时候一致即可，
#更改某个参数时，只需更改values然后使用helm upgrade release_name即可实现
#创建values
$ vim hello-word/values.yaml
image: nginx
tag: 1.8.1
#创建deployment的资源清单
$ vim hello-word/templates/deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
creationTimestamp: null
labels:
app: helm-hello-word
name: helm-hello-word
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: helm-hello-word
template:
metadata:
creationTimestamp: null
labels:
app: helm-hello-word
spec:
containers:
- image: {{ .Values.image}}:{{ .Values.tag}}
imagePullPolicy: IfNotPresent
name: nginx
#创建service的资源清单
vim hello-word/templates/service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
creationTimestamp: null
labels:
app: helm-hello-word
name: helm-hello-word
spec:
ports:
- name: 80-80
port: 80
protocol: TCP
targetPort: 80
selector:
app: helm-hello-word
type: NodePort
status:
loadBalancer: {}
#更新release
helm upgrade hello .
curl 验证
12.2 基本命令
#安装Chart 生成release
helm install release_name --namespace namespace_name
-f #-f的意思是指定values文件
--version number #指定版本
#尝试安装
hlem install release_name --dry-run
--dry-run #测试运行，并不会真正的运行
#查看release信息
helm list
helm ls
helm ls -a #可查看到已停用的release版本
#列出helm变量渲染后yaml
helm template .
#helm更新
helm upgrade release_name .
#可查看到当前release版本信息
helm list
helm ls
#查看历史信息
helm history release_name
#回滚helm
helm rollback --debug release_name 版本号
#查看状态
kubectl get pod
helm status release_name
#删除release
helm delete release_name
此命令在使用后对象如pod，deployment都会被删除，并且历史版本也不保留，全部删除
#调试：使用--dry-run --debug会打印出清单内容，但并不会真的执行
helm install release_name . --dry-run --debug --set image.tag=latest
#更新仓库(类似于yum仓库)
helm update repo
#查看仓库
helm repo list
#增加repo仓库
helm repo add repo_name xxx
#删除repo仓库
helm repo remove repo_name
#将Chart下载到本地
helm pull chart_name [--version]
#创建chart模板
helm create chart_name
#搜索应用,会根据指定的repo，搜索其下所有包
helm search repo <repo_name>
#根据输入的包在配置的所有仓库中搜索
helm search repo <app_name>
#查看搜索出来的Chart信息
helm show chart <repo/app>
#查看release状态
helm status release_name
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