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本章节将介绍如何在kubernetes集群中部署一个nginx服务, 并且能够对其进行访问。

4.0 Kubernetes实用技巧

在这里插入图片描述

4.1 Namespace

Namespace是kubernetes系统中的一种非常重要资源，它的主要作用是用来实现多套环境的资源隔离或者多租户的资源隔离。
默认情况下，kubernete集群中的所有的Pod都是可以相互访问的。但是在实际中，可能不想让两个Pod之间进行互相的访问，那此时就可以将两个Pod划分到不同的namespace下。kubernetes通过将集群内部的资源分配到不同的Namespace中，可以形成逻辑上的"组"，以方便不同的组的资源进行隔离使用和管理。
可以通过kubernetes的授权机制，将不同的namespace交给不同租户进行管理，这样就实现了多租户的资源隔离。此时还能结合kubernetes的资源配额机制，限定不同租户能占用的资源，例如CPU使用量、内存使用量等
等,来实现租户可用资源的管理。

在这里插入图片描述

[root@master ~]# kubectl get ns
NAME              STATUS   AGE
default           Active   4d12h    #所有未指定Namespace的对象都会被分配在default命名空间
kube-node-lease   Active   4d12h    #集群节点之间的心跳维护，v1.13开始引入
kube-public       Active   4d12h    #此命名空间下 的资源可以被所有人访问( 包括未认证用户)
kube-system       Active   4d12h    #所有由Kubernetes系统创建的资源都处于这个命名空间

下面来看namespace资源的具体操作:
查看

#1.查看所有的ns  命令：kubectl get ns 
[root@master ~]# kubectl get ns
NAME              STATUS   AGE
default           Active   4d12h
kube-node-lease   Active   4d12h
kube-public       Active   4d12h
kube-system       Active   4d12h

#2.查看指定的ns，命令：kubectl get ns ns名称
[root@master ~]# kubectl get ns default
NAME      STATUS   AGE
default   Active   4d12h

#3.指定输出格式，kubectl get ns ns名称 -o 格式参数
[root@master ~]# kubectl get ns default
NAME      STATUS   AGE
default   Active   4d12h
[root@master ~]# kubectl get ns default -o yaml
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  creationTimestamp: "2021-03-31T15:49:25Z"
  name: default
  resourceVersion: "151"
  selfLink: /api/v1/namespaces/default
  uid: d48feb4e-0607-4724-bb47-77fe99aebeef
spec:
  finalizers:
  - kubernetes
status:
  phase: Active

#4.查看ns详情，命令：kubectl describe ns ns名称
[root@master ~]# kubectl describe ns default
Name:         default
Labels:       <none>
Annotations:  <none>
Status:       Active

# ResourceQuota针对namespace做的资源限制
# LimitRange针对 namespace中的每个组件做的资源限制
No resource quota. 
No LimitRange resource.

创建

#创建namespace
[root@master ~]# kubectl create ns dev
namespace/dev created

删除

#删除namespace
[root@master ~]# kubectl delete ns dev
namespace "dev" deleted

配置方式

首先准备一个ymal文件：ns-dev.ymal

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: dev

然后就可以执行对应的创建和删除命令了:
创建: kubectl create -f ns-dev.yaml
删除: kubectl delete -f ns-dev.yaml

4.2 pod

Pod是kubernetes集群进行管理的最小单元，程序要运行必须部署在容器中，而容器必须存在于Pod中。
Pod可以认为是容器的封装，-个Pod中可以存在一个或者多个容器。
在这里插入图片描述
kubernetes在集群启动之后,集群中的各个组件也都是以Pod方式运行的。可以通过下面命令查看:

[root@master ~]# kubectl get pods -n kube-system
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
coredns-6955765f44-wrzpn         1/1     Running   0          4d14h
coredns-6955765f44-xbdmk         1/1     Running   0          4d14h
etcd-master                      1/1     Running   0          4d14h
kube-apiserver-master            1/1     Running   0          4d14h
kube-controller-manager-master   1/1     Running   0          4d14h
kube-flannel-ds-amd64-ltfjq      1/1     Running   0          3d17h
kube-flannel-ds-amd64-sjlks      1/1     Running   0          3d17h
kube-flannel-ds-amd64-xqrqj      1/1     Running   0          3d17h
kube-proxy-fdp9p                 1/1     Running   0          4d14h
kube-proxy-lqxxn                 1/1     Running   0          4d14h
kube-proxy-w7xwm                 1/1     Running   0          4d14h
kube-scheduler-master            1/1     Running   1          4d14h

创建并运行

kubernetes没有提供单独运行Pod的命令，都是通过Pod控制器来实现的

#命令格式: kubectl run (pod控制器名称) [参数]
# --image 指定Pod的镜像
# --port  指定端口
# --namespace 指定namespace

#先创建 dev命名空间
[root@master ~]# kubectl create ns dev
namespace/dev created

#创建并运行pod
[root@master ~]# kubectl run nginx --image=nginx:1.17.1 --port=80 --namespace=dev
kubectl run --generator=deployment/apps.v1 is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use kubectl run --generator=run-pod/v1 or kubectl create instead.
deployment.apps/nginx created
.apps/nginx created

#查看pod有没有启动
[root@master ~]# kubectl get pod -n dev
NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-64777cd554-wtb8f   1/1     Running   0          111s

#加-o wide查看详细信息
[root@master ~]# kubectl get pod -n dev -o wide
NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP           NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-64777cd554-wtb8f   1/1     Running   0          2m18s   10.244.2.6   node1   <none>           <none>

#查看pod的更详细信息
[root@master ~]# kubectl describe pod nginx-64777cd554-wtb8f -n dev

访问pod

#获取pod的IP
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev -o wide
NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP           NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-64777cd554-wtb8f   1/1     Running   0          9m57s   10.244.2.6   node1   <none>           <none>

#访问pod
[root@master ~]# curl http://10.244.2.6:80
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
    body {
        width: 35em;
        margin: 0 auto;
        font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif;
    }
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p>

<p>For online documentation and support please refer to
<a href="http://nginx.org/">nginx.org</a>.<br/>
Commercial support is available at
<a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p>

<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>

#查看pod控制器deployment
[root@master ~]# kubectl get deployment -n dev
NAME    READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx   1/1     1            1           18m

删除指定pod

#单纯删除pod是删除不掉的，因为有deployment控制器，它会在pod删除后立马起一个pod,所以要删除pod需要删除pod对应的控制器

#查出pod
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-64777cd554-wtb8f   1/1     Running   0          21m

#删除指定pod
[root@master ~]# kubectl delete pod nginx-64777cd554-wtb8f -n dev
pod "nginx-64777cd554-wtb8f" deleted

#结果又起了新的pod
[root@master ~]# kubectl get pods -ndev
NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-64777cd554-956ct   1/1     Running   0          63s

#这是因为当前Pod是由Pod控制器创建的，控制器会监控Pod状况，一旦发现Pod死亡，会立即重建
#此时要想删除Pod,必须删除Pod控制器

#先来查询一下当前namespace下的Pod控制器
[root@master ~]# kubectl get deployment -n dev
NAME    READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx   1/1     1            1           24m

#接下来删除此pod控制器
[root@master ~]# kubectl delete deployment  nginx -n dev
deployment.apps "nginx" deleted

#稍等下，查看pod，发现pod被删除了
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
No resources found in dev namespace.

配置操作

创建一个pod-nginx.yaml, 内容如下:

apiVersion: v1 
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - image: nginx:1.17.1
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    name: pod
    ports:
    - name: nginx-port
      containerPort: 80
      protocol: TCP

然后就可以执行对应的创建和删除命令了:
创建: kubectl create -f pod-nginx.yaml
删除: kubectl delete -f pod-nginx.yaml

[root@master ~]# kubectl create -f pod-nginx.yaml 
pod/nginx created
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx   1/1     Running   0          8s
[root@master ~]#  kubectl delete -f pod-nginx.yaml 
pod "nginx" deleted
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
No resources found in dev namespace.

4.3 Label

Label是kubernetes系统中的一个重要概念。它的作用就是在资源上添加标识，用来对它们进行区分和选择。
Label的特点:
● 一个Label会以key/value键值对的形式附加到各种对象上,如Node、Pod、Service等等
● 一个资源对象可以定义任意数量的Label，同一个Label也可以被添加到任意数量的资源对象上去
● Label通常在资源对象定义时确定，当然也可以在对象创建后动态添加或者删除
可以通过Label实现资源的多维度分组，以便灵活、方便地进行资源分配、调度、配置、部署等管理工作。

一些常用的Label 示例如下:
●版本标签: “version”:“release”, “version"stable”…
●环境标签: “environment”:“dev”，“environment”:“test” ，“environment”:“pro”
●架构标签: “tier’”:“frontend”, “tier”:“backend”

标签定义完毕之后，还要考虑到标签的选择，这就要使用到Label Selector,即:
Label用于给某个资源对象定义标识
Label Selector用于查询和筛选拥有某些标签的资源对象
当前有两种Label Selector:

●基于等式的Label Selector
name = slave:选择所有包含Label中key="name"且value="slave "的对象
env != production:选择所有包括Label中的key="env"且value不等于"production"的对象
●基于集合的Label Selector
name in (master, slave):选择所有包含Label中的key="name"且value="master"或"slave"的对象
name not in (frontend):选择所有包含Label中的key=“name"且value不等于"frontend"的对象
标签的选择条件可以使用多个，此时将多个Label Selector进行组合,使用逗号”,"进行分隔即可。例如:
name=slave, env!=production
name not in (frontend), env!=production

命令方式

#为pod资源打标签
[root@master ~]# kubectl create -f pod-nginx.yaml 
pod/nginx created
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx   1/1     Running   0          18s
#查看标签
[root@master ~]# kubectl get pod -n dev --show-labels
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
nginx   1/1     Running   0          50s   <none>
1.#打标签
[root@master ~]# kubectl label pod nginx -n dev version=1.0
pod/nginx labeled
2.#查看标签
[root@master ~]# kubectl get pod -n dev --show-labels
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE    LABELS
nginx   1/1     Running   0          103s   version=1.0
#添加标签
[root@master ~]# kubectl label pod nginx -n dev tier=back
pod/nginx labeled
#查看标签
[root@master ~]# kubectl get pod -n dev --show-labels
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE     LABELS
nginx   1/1     Running   0          2m23s   tier=back,version=1.0

#更新标签，1.0变2.0
[root@master ~]# kubectl label pod nginx -n dev version=2.0 
error: 'version' already has a value (1.0), and --overwrite is false
[root@master ~]# kubectl label pod nginx -n dev version=2.0 --overwrite
pod/nginx labeled

#查看标签
[root@master ~]# kubectl get pod -n dev --show-labels
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
nginx   1/1     Running   0          23m   tier=back,version=2.0

#修改配置文件中的nginx为nginx1
[root@master ~]# cp pod-nginx.yaml pod-nginx1.yaml 
[root@master ~]# kubectl create -f pod-nginx1.yaml 
pod/nginx1 created
#打上标签
[root@master ~]# kubectl label pod nginx1 -n dev version=1.0
pod/nginx1 labeled

[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
NAME     READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx    1/1     Running   0          27m
nginx1   1/1     Running   0          111s
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev --show-labels
NAME     READY   STATUS    RESTARTS   AGE     LABELS
nginx    1/1     Running   0          27m     tier=back,version=2.0
nginx1   1/1     Running   0          2m31s   version=1.0

3.#筛选标签
[root@master ~]# kubectl get pods -l "version=2.0" -n dev --show-labels
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
nginx   1/1     Running   0          29m   tier=back,version=2.0

4.#删除单个标签tier=back
[root@master ~]# kubectl label pod nginx -n dev tier-
pod/nginx labeled

[root@master ~]# kubectl  get pods -l "version=2.0" -n dev --show-labels
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
nginx   1/1     Running   0          32m   version=2.0

配置方式

[root@master ~]# vim pod-nginx.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
  namespace: dev
  labels:
    version: "3.0"
    env: "test"
spec:
  containers:
  - image: nginx:1.17.1
    name: pod
    ports:
    - name: nginx-port
      containerPort: 80
      protocol: TCP


[root@master ~]# kubectl apply -f pod-nginx.yaml 
Warning: kubectl apply should be used on resource created by either kubectl create --save-config or kubectl appl
pod/nginx configured
#查看标签
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev --show-labels
NAME     READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
nginx    1/1     Running   0          37m   env=test,version=3.0
nginx1   1/1     Running   0          12m   version=1.0

4.4 Deployment

在kubernetes中，Pod是 最小的控制单元，但是kubernetes很少直接控制Pod,-般都是通过Pod控制器来完成的。Pod控制器用于pod的管理，确保pod资源符合预期的状态，当pod的资源出现故障时，会尝试进行重启或重建pod。
在kubernetes中Pod控制器的种类有很多，本章节只介绍一种: Deployment。
在这里插入图片描述
命令操作

#命令格式: kubectl run deployment名称 [参数]
# --image     指定pod的镜像
# --port      指定端口
# --replicas  指定创建pod数量
# --namespace 指定namespace

#先删除前面创建的dev命名空间
[root@master ~]# kubectl delete ns dev
namespace "dev" deleted
#查看有没有资源
[root@master ~]# kubectl get deployment,pods -n dev
No resources found in dev namespace.


kubectl run nginx --image=nginx:1.17.1 --port=80 --replicas=3 --namespace=dev
[root@master ~]# kubectl create ns dev
namespace/dev created
[root@master ~]# kubectl run nginx --image=nginx:1.17.1 --port=80 --replicas=3 --namespace=dev
kubectl run --generator=deployment/apps.v1 is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use kubectl run --generator=run-pod/v1 or kubectl create instead.
deployment.apps/nginx created

# UP-TO-DATE:成功升级的副本数量
# AVAILABLE:可用副本的数量
#查看命名空间以及pod
[root@master ~]# kubectl get deployment,pods -n dev
NAME                    READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
deployment.apps/nginx   3/3     3            3           22s

NAME                         READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/nginx-64777cd554-fzjqd   1/1     Running   0          22s
pod/nginx-64777cd554-p8lfm   1/1     Running   0          22s
pod/nginx-64777cd554-s2xk4   1/1     Running   0          22s

#查看更详细信息
[root@master ~]# kubectl describe deployment nginx -n dev

#删除命名空间
[root@master ~]# kubectl delete deploy nginx -n dev
deployment.apps "nginx" deleted
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
No resources found in dev namespace.

配置操作

创建-个deploy-nginx.yaml, 内容如下:

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx
  namespace: dev
spec:
  replicas: 3  #副本数
  selector:
    matchLabels:
      run: nginx
#pod模板 
  template: 
    metadata:
      labels:
        run: nginx
    spec:
      containers:
      - image: nginx:1.17.1
        name: nginx
        ports:
        - containerPort: 80
          protocol: TCP


[root@master ~]# kubectl create -f deploy-nginx.yaml 
deployment.apps/nginx created
[root@master ~]# kubectl get deployment,pods -n dev
NAME                    READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
deployment.apps/nginx   3/3     3            3           49s

NAME                         READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/nginx-64777cd554-4jxln   1/1     Running   0          49s
pod/nginx-64777cd554-9mg76   1/1     Running   0          49s
pod/nginx-64777cd554-bmq9w   1/1     Running   0          49s
#删除
[root@master ~]# kubectl delete -f deploy-nginx.yaml 
deployment.apps "nginx" deleted
[root@master ~]# kubectl get deployment,pods -n dev
NAME                         READY   STATUS        RESTARTS   AGE
pod/nginx-64777cd554-4jxln   0/1     Terminating   0          76s
pod/nginx-64777cd554-9mg76   0/1     Terminating   0          76s

4.5 Service

通过上节课的学习，已经能够利用Deployment来创建一组Pod来提供具有可用性的服务。
虽然每个Pod都会分配一个单独的Pod IP,然而却存在如下两问题:
●Pod IP会随着Pod的重建产生变化
●Pod IP仅仅是集群内可见的虚拟IP，外部无法访问
这样对于访问这个服务带来了难度。因此，kubernetes设计 了Service来解决这个问题。
Service可以看作是一组同类Pod对外的访问接口。 借助Service, 应用可以方便地实现服务发现和负载均衡。
在这里插入图片描述
操作一：创建集群内部可以访问的service

#暴露service
[root@master ~]# kubectl expose deployment nginx --name=svc-nginx1 --type=ClusterIP --port=80 -n dev
service/svc-nginx1 exposed

#查看service
[root@master ~]# kubectl get service -n dev
NAME         TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
svc-nginx1   ClusterIP   10.100.127.203   <none>        80/TCP    29s
[root@master ~]# 
[root@master ~]# kubectl get service -n dev -o wide
NAME         TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE   SELECTOR
svc-nginx1   ClusterIP   10.100.127.203   <none>        80/TCP    89s   run=nginx
[root@master ~]# 

#这里产生了一个CLUSTER-IP，这就是service的IP，在Service的生命周期中,这个地址是不会变动的
#可以通过这个IP访问当前service对应的POD
[root@master ~]# curl 10.100.127.203:80
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
    body {
        width: 35em;
        margin: 0 auto;
        font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif;
    }
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p>

<p>For online documentation and support please refer to
<a href="http://nginx.org/">nginx.org</a>.<br/>
Commercial support is available at
<a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p>

<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>

操作二:创建集群外部也可访问的Service

#上面创建的Service的type类型为ClusterIP,这个ip地址只用集群内部可访问
#如果需要创建外部也可以访问的Service,需要修改type为NodePort
[root@master ~]# kubectl expose deployment nginx --name=svc-nginx2 --type=NodePort --port=80 -n dev
service/svc-nginx2 exposed

[root@master ~]# kubectl get svc -n dev
NAME         TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
svc-nginx1   ClusterIP   10.100.127.203   <none>        80/TCP         30m
svc-nginx2   NodePort    10.96.0.205      <none>        80:30072/TCP   24s

#接下来就可以通过集群外的主机访问节点IP:30072访问服务 了
#例如在的电脑主机上通过浏览器访问下面的地址

#删除service
[root@master ~]# kubectl delete svc svc-nginx1 -n dev
service "svc-nginx1" deleted
[root@master ~]# kubectl delete svc svc-nginx2 -n dev
service "svc-nginx2" deleted
[root@master ~]# kubectl get svc -n dev
No resources found in dev namespace.

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方式
创建一个svc-nginx.yaml, 内容如下:

apiVersion: v1
kind: Service
metadata :
  name: svc-nginx
  namespace: dev
spec:
  clusterIP: 10.109.179.231
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 80
  selector:
    run: nginx
  type: ClusterIP


[root@master ~]# kubectl create -f svc-nginx.yaml 
service/svc-nginx created
[root@master ~]# kubectl get svc -n dev
NAME        TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
svc-nginx   ClusterIP   10.100.127.203   <none>        80/TCP    14s

然后就可以执行对应的创建和删除命令了:
创建: kubectl create -f svc-nginx.yaml
删除: kubectl delete -f svc-nginx.yaml

小结
至此，已经掌握了Namespace、Pod、Deployment、 Service资源的基本操作， 有了这些操作，就可以在
kubernetes集群中实现一个服务的简单部署和访问了，但是如果想要更好的使用kubernetes,就需要深入学
习这几种资源的细节和原理。

# kubernetes # docker
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