第三章 资源管理

本章节主要介绍yaml语法和kubernetes的资源管理方式

3.1 资源管理介绍

在kubernetes中，所有的内容都抽象为资源，用户需要通过操作资源来管理kubernetes。

kubernetes的本质上就是一个集群系统，用户可以在集群中部署各种服务，所谓的部署服务，其实就是在kubernetes集群中运行一个个的容器，并将指定的程序跑在容器中。

kubernetes的最小管理单元是pod而不是容器，所以只能将容器放在Pod中，而kubernetes一般也不会直接管理Pod，而是通过Pod控制器来管理Pod的。

Pod可以提供服务之后，就要考虑如何访问Pod中服务，kubernetes提供了Service资源实现这个功能。

当然，如果Pod中程序的数据需要持久化，kubernetes还提供了各种存储系统。

学习kubernetes的核心，就是学习如何对集群上的Pod、Pod控制器、Service、存储等各种资源进行操作

3.2 YAML语言介绍

YAML是一个类似 XML、JSON 的标记性语言。它强调以**数据**为中心，并不是以标识语言为重点。因而YAML本身的定义比较简单，号称"一种人性化的数据格式语言"。

<heima>
	<age>15</age>
    <address>Beijing</address>
</heima>

heima:
  age: 15
  address: Beijing

YAML的语法比较简单，主要有下面几个：

• 大小写敏感
• 使用缩进表示层级关系
• 缩进不允许使用tab，只允许空格( 低版本限制 )
• 缩进的空格数不重要，只要相同层级的元素左对齐即可
• '#'表示注释

YAML支持以下几种数据类型：

• 纯量：单个的、不可再分的值
• 对象：键值对的集合，又称为映射（mapping）/ 哈希（hash） / 字典（dictionary）
• 数组：一组按次序排列的值，又称为序列（sequence） / 列表（list）

# 纯量, 就是指的一个简单的值，字符串、布尔值、整数、浮点数、Null、时间、日期
# 1 布尔类型
c1: true (或者True)
# 2 整型
c2: 234
# 3 浮点型
c3: 3.14
# 4 null类型 
c4: ~  # 使用~表示null
# 5 日期类型
c5: 2018-02-17    # 日期必须使用ISO 8601格式，即yyyy-MM-dd
# 6 时间类型
c6: 2018-02-17T15:02:31+08:00  # 时间使用ISO 8601格式，时间和日期之间使用T连接，最后使用+代表时区
# 7 字符串类型
c7: heima     # 简单写法，直接写值 , 如果字符串中间有特殊字符，必须使用双引号或者单引号包裹 
c8: line1
    line2     # 字符串过多的情况可以拆成多行，每一行会被转化成一个空格

# 对象
# 形式一(推荐):
heima:
  age: 15
  address: Beijing
# 形式二(了解):
heima: {age: 15,address: Beijing}

# 数组
# 形式一(推荐):
address:
  - 顺义
  - 昌平	
# 形式二(了解):
address: [顺义,昌平]

小提示：

1 书写yaml切记: 后面要加一个空格

2 如果需要将多段yaml配置放在一个文件中，中间要使用---分隔

3 下面是一个yaml转json的网站，可以通过它验证yaml是否书写正确

https://www.json2yaml.com/convert-yaml-to-json

属性名称	介绍
apiVersion	API版本
kind	资源类型
metadata	资源元数据
spec	资源规格
replicas	副本数量
selector	标签选择器
template	Pod模板
metadata	Pod元数据
spec	Pod规格
containers	容器配置

3.3 资源管理方式

• 命令式对象管理：直接使用命令去操作kubernetes资源

  kubectl run nginx-pod --image=nginx:1.17.1 --port=80

• 命令式对象配置：通过命令配置和配置文件去操作kubernetes资源

  kubectl create/patch -f nginx-pod.yaml

• 声明式对象配置：通过apply命令和配置文件去操作kubernetes资源（用于创建和更新资源，不能删除）

  kubectl apply -f nginx-pod.yaml

类型	操作对象	适用环境	优点	缺点
命令式对象管理	对象	测试	简单	只能操作活动对象，无法审计、跟踪
命令式对象配置	文件	开发	可以审计、跟踪	项目大时，配置文件多，操作麻烦
声明式对象配置	目录	开发	支持目录操作	意外情况下难以调试

3.3.1 命令式对象管理

kubectl命令格式

kubectl是kubernetes集群的命令行工具，通过它能够对集群本身进行管理，并能够在集群上进行容器化应用的安装部署。kubectl命令的语法如下：

kubectl [command] [type] [name] [flags]

• comand：指定要对资源执行的操作，例如create、get、delete
• type：指定资源类型，比如deployment、pod、service
• name：指定资源的名称，名称大小写敏感
• flags：指定额外的可选参数

# 查看所有pod
kubectl get pod 

# 查看某个pod
kubectl get pod <pod_name>
# 加上 -o wide  查看更详细的信息
# 加上 -o json  以json格式查看
# 加上 -o yaml  以yaml格式查看

# 查看某个pod,以yaml格式展示结果
kubectl get pod <pod_name> -o yaml

资源命令comand

kubernetes允许对资源进行多种操作，可以通过–help查看详细的操作命令

kubectl --help

经常使用的操作有下面这些：

命令	翻译	命令作用
基本命令
create	创建	创建一个资源
edit	编辑	编辑一个资源
get	获取	获取一个资源
patch	更新	更新一个资源
delete	删除	删除一个资源
explain	解释	展示资源文档
-------------------	------------------	----------------
运行和调试
run	运行	在集群中直接运行一个指定的镜像
expose	暴露	暴露资源为Service
describe	描述	显示资源内部信息
logs	日志	输出容器在pod中的日志
attach	缠绕	进入运行中的容器
exec	执行	执行容器中的一个命令
cp	复制	在pod内外复制文件
rollout	首次展示	管理资源的发布
scale	规模	扩缩容pod数量
autoscale	自动调整	自动调整pod数量
-------------------	------------------	----------------
高级命令
apply	rc（创建、升级）	通过文件对资源进行配置
label	标签	更新资源上的标签
-------------------	------------------	----------------
其他命令
cluster-info	集群信息	显示集群信息
version	版本	显示版本信息

资源类型type

kubernetes中所有的内容都抽象为资源，可以通过下面的命令进行查看:

kubectl api-resources

经常使用的资源有下面这些：

资源名称	资源缩写	资源作用
集群级别资源
nodes	no	集群组成部分
namespaces	ns	隔离pod资源
-------------------	------------------	----------------
pod资源
pods	po	装在容器
-------------------	------------------	----------------
pod控制器
replicationcontrollers	rc	控制pod资源
replicasets	rs	控制pod资源
deployments	deploy	控制pod资源
daemonsets	ds	控制pod资源
jobs		控制pod资源
cronjobs	cj	控制pod资源
horizontalpodautoscalers	hpa	控制pod资源
statefulsets	sts	控制pod资源
-------------------	------------------	----------------
服务发现资源
service	svc	统一pod对外接口
ingress	ing	统一pod对外接口
-------------------	------------------	----------------
存储资源
volumeattachments		存储
persistentvolumes	pv	存储
persistentvolumeclaims	pvc	存储
-------------------	------------------	----------------
配置资源
configmaps	cm	配置
secrets		配置

示例

下面以一个namespace / pod的创建和删除简单演示下命令的使用：

# 创建一个namespace
[root@master ~]# kubectl create namespace dev
namespace/dev created

# 获取namespace
[root@master ~]# kubectl get ns
NAME              STATUS   AGE
default           Active   21h
dev               Active   21s
kube-node-lease   Active   21h
kube-public       Active   21h
kube-system       Active   21h

# 在此namespace下创建并运行一个nginx的Pod
[root@master ~]# kubectl run pod --image=nginx -n 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/pod created

# 查看新创建的pod
[root@master ~]# kubectl get pod -n dev
NAME                   READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod-864f9875b9-pcw7x   1/1     Running   0          21s

# 删除指定的pod
[root@master ~]# kubectl delete pod pod-864f9875b9-pcw7x
pod "pod-864f9875b9-pcw7x" deleted

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

3.3.2 命令式对象配置

命令式对象配置就是使用命令配合配置文件一起来操作kubernetes资源。

1） 创建一个nginxpod.yaml，它同时声明了命名空间和pod：

apiVersion: v1
kind: Namespace·
metadata:
  name: dev

---

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginxpod
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - name: nginx-containers
    image: nginx:1.17.1

2）执行create命令，创建资源：

[root@master ~]# kubectl create -f nginxpod.yaml
namespace/dev created
pod/nginxpod created

此时发现创建了两个资源对象，分别是namespace和pod

3）执行get命令，查看资源：

[root@master ~]#  kubectl get -f nginxpod.yaml
NAME            STATUS   AGE
namespace/dev   Active   18s

NAME            READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/nginxpod    1/1     Running   0          17s

这样就显示了两个资源对象的信息

4）执行delete命令，删除资源：

[root@master ~]# kubectl delete -f nginxpod.yaml
namespace "dev" deleted
pod "nginxpod" deleted

此时发现两个资源对象被删除了

总结:
	命令式对象配置的方式操作资源，可以简单的认为：命令  +  yaml配置文件（里面是命令需要的各种参数）

3.3.3 声明式对象配置

声明式对象配置跟命令式对象配置很相似，但是它只有一个命令apply。

# 首先执行一次kubectl apply -f yaml文件，发现创建了资源
[root@master ~]#  kubectl apply -f nginxpod.yaml
namespace/dev created
pod/nginxpod created

# 再次执行一次kubectl apply -f yaml文件，发现说资源没有变动
[root@master ~]#  kubectl apply -f nginxpod.yaml
namespace/dev unchanged
pod/nginxpod unchanged

总结:
    其实声明式对象配置就是使用apply描述一个资源最终的状态（在yaml中定义状态）
	使用apply操作资源：
		如果资源不存在，就创建，相当于 kubectl create
		如果资源已存在，就更新，相当于 kubectl patch

扩展：kubectl可以在node节点上运行吗 ?

kubectl的运行是需要进行配置的，它的配置文件是\$HOME/.kube，如果想要在node节点运行此命令，需要将master上的.kube文件复制到node节点上，即在master节点上执行下面操作：

scp  -r  HOME/.kube   node1: HOME/

使用推荐: 三种方式应该怎么用 ?

创建/更新资源 使用声明式对象配置 kubectl apply -f XXX.yaml

删除资源 使用命令式对象配置 kubectl delete -f XXX.yaml

查询资源 使用命令式对象管理 kubectl get(describe) 资源名称

如何快速编写YAML文件

一般来说，我们很少自己手写YAML文件，因为这里面涉及到了很多内容，我们一般都会借助工具来创建

使用kubectl create命令

这种方式一般用于资源没有部署的时候，我们可以直接创建一个YAML配置文件

# 尝试运行,并不会真正的创建镜像
kubectl create deployment web --image=nginx -o yaml --dry-run

或者我们可以输出到一个文件中

kubectl create deployment web --image=nginx -o yaml --dry-run > hello.yaml

然后我们就在文件中直接修改即可

使用kubectl get命令导出yaml文件

可以首先查看一个目前已经部署的镜像

kubectl get deploy

然后我们导出 nginx的配置

kubectl get deploy nginx -o=yaml --export > nginx.yaml

然后会生成一个 nginx.yaml 的配置文件

Kubernetes集群管理工具kubectl

kubectl是Kubernetes集群的命令行工具，通过kubectl能够对集群本身进行管理，并能够在集群上进行容器化应用的安装和部署

命令格式

命令格式如下

kubectl [command] [type] [name] [flags]

参数

• command：指定要对资源执行的操作，例如create、get、describe、delete
• type：指定资源类型，资源类型是大小写敏感的，开发者能够以单数 、复数 和 缩略的形式

例如：

kubectl get pod pod1
kubectl get pods pod1
kubectl get po pod1

[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-cho7vKwH-1631701508047)(…/…/…/…/java系列/Docker/K8S/6_Kubernetes集群管理工具kubectl/images/image-20201114095544185.png)]

• name：指定资源的名称，名称也是大小写敏感的，如果省略名称，则会显示所有的资源，例如

kubectl get pods

• flags：指定可选的参数，例如，可用 -s 或者 -server参数指定Kubernetes API server的地址和端口

常见命令

kubectl help 获取更多信息

通过 help命令，能够获取帮助信息

# 获取kubectl的命令
kubectl --help

# 获取某个命令的介绍和使用
kubectl get --help

基础命令

常见的基础命令

命令	介绍
create	通过文件名或标准输入创建资源
expose	将一个资源公开为一个新的Service
run	在集群中运行一个特定的镜像
set	在对象上设置特定的功能
get	显示一个或多个资源
explain	文档参考资料
edit	使用默认的编辑器编辑一个资源
delete	通过文件名，标准输入，资源名称或标签来删除资源

部署命令

命令	介绍
rollout	管理资源的发布
rolling-update	对给定的复制控制器滚动更新
scale	扩容或缩容Pod数量，Deployment、ReplicaSet、RC或Job
autoscale	创建一个自动选择扩容或缩容并设置Pod数量

集群管理命令

命令	介绍
certificate	修改证书资源
cluster-info	显示集群信息
top	显示资源(CPU/M)
cordon	标记节点不可调度
uncordon	标记节点可被调度
drain	驱逐节点上的应用，准备下线维护
taint	修改节点taint标记

故障和调试命令

命令	介绍
describe	显示特定资源或资源组的详细信息
logs	在一个Pod中打印一个容器日志，如果Pod只有一个容器，容器名称是可选的
attach	附加到一个运行的容器
exec	执行命令到容器
port-forward	转发一个或多个
proxy	运行一个proxy到Kubernetes API Server
cp	拷贝文件或目录到容器中
auth	检查授权

其它命令

命令	介绍
apply	通过文件名或标准输入对资源应用配置
patch	使用补丁修改、更新资源的字段
replace	通过文件名或标准输入替换一个资源
convert	不同的API版本之间转换配置文件
label	更新资源上的标签
annotate	更新资源上的注释
completion	用于实现kubectl工具自动补全
api-versions	打印受支持的API版本
config	修改kubeconfig文件（用于访问API，比如配置认证信息）
help	所有命令帮助
plugin	运行一个命令行插件
version	打印客户端和服务版本信息

目前使用的命令

# 创建一个nginx镜像
kubectl create deployment nginx --image=nginx

# 对外暴露端口
kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort

# 查看资源
kubectl get pod, svc