簡單入門Kubernetes
什麼是Kubernetes
- 官網
https://kubernetes.io/
中文版：https://kubernetes.io/zh/
- 個人理解
- 基於容器技術
- 分散式架構
- 彈性伸縮
- 隔離物理機
- 和谷歌的Borg有關係
- 用於部署、管理、運維我們的應用
Kubernetes核心概念
Kubernetes中的大部分概念，如：Node、Pod、Replication Controller、Service，都可以被視作一種資源物件。幾乎所有的資源物件都可以通過Kubernetes提供的kubectl工具執行CRUD，並將其儲存在etcd中進行持久化儲存。
從這個角度看，Kubernetes是一個高度自動化的資源控制系統
它通過比較etcd中儲存的資源期望值與當前環境的實際資源狀態之間的差異，實現自動控制和自動糾錯的高階功能
Service
- 擁有唯一的名稱
- 擁有一個虛擬IP和埠號
- 能夠提供某種遠端服務能力
- 被對映到提供這種服務能力的一組容器應用上
Node
- 物理機
- 雲上的虛擬機器器
反正就是一臺機器就對了
通常一個節點執行幾百個Pod
Replication Controller
副本集
它能夠保證Pod持續執行，並且在任何時候都有指定數量的Pod副本，在此基礎上提供一些高階特性，比如滾動升級和彈性伸縮
RC會在每個節點上建立Pod，Pod上如果有相應的Images可以直接建立，如果沒有，則會拉取這個映象再進行建立
在Kubernetes叢集中，只要為需要擴容的Service關聯到Pod建立的一個RC，服務擴容和升級就會變得非常簡單
- 一個RC檔案，包含以下三個關鍵資訊
- 目標Pod的定義
- 目標Pod需要執行的副本數量
- 要監控的目標Pod的標籤
- 刪除RC，並不會刪除通過該RC建立好的Pod
- 如果要刪除RC對於的Pod，可以設定replicas值為0，然後更新RC
- kubectl提供stop、delete命令，來一次性刪除RC及其對應的Pod
- 在應用升級的時候
- 其實就是一個新的容器映象替代舊版本的過程
- 通過改變RC中Pod模板的映象版本，實現滾動升級
ReplicaSet
Replica Set是Replication Controller的下一代
當前唯一的區別就是RS支援基於集合的Label Selector
我們很少單獨設定RS，主要是被Deployment這個更高層的資源物件所使用
從而形成一整套Pod建立、刪除、更新的編排機制
Replica Set和Deployment這兩個重要的資源物件，主鍵替代了RC的作用
Deployment
為了更好的解決Pod的編排問題，Deployment內部使用Replica Set
我們把Deployment當做一次RC的升級即可
Pod
Pod是Kubernetes管理的最小執行單元
一個Pod規定了其能夠使用的硬體資源，達到隔離的作用
Pod內執行一個特殊的Container---Pause，在Pod內的其他Container，共享Pause的網路棧和Volume掛載卷
- Pause
- 用pause這個不易死亡的容器代表pod的存活與否
- pod內的多個業務容器共享Pause的IP，共享Pause掛載的Volume
- Kubernetes為每個Pod都分配了唯一IP--->Pod IP
- 一個Pod內的多個容器共享Pod IP
- 一個Pod內的容器與另外Node上的Pod容器可以直接通訊
Container
映象啟動後，就是Container
Container執行在Pod中，多個緊密相關聯的Container，我們一般會讓他們執行在同一個Pod
Label
Kubernetes中的各個物件，都可以打上Label標籤
標籤是name=mysql這樣子的鍵值對
一個資源物件可以定義任意數量的Label，同一個Label也可以被新增到任意數量的資源物件上
Kubernetes架構設計
Master
- Master是叢集控制節點
- 負責執行管理相關的程式
- 通常Master單獨佔用一個伺服器，如果需要高可用，建議部署3臺伺服器
- Master上執行著以下核心程式
- Kubernetes API Server：kube-apiserver，叢集控制入口
- Kubernetes Controller Manager：kube-controller-manager，資源物件管理
- Kubernetes Scheduler：kube-scheduler，資源排程
- Master上通常還部署etcd服務，因為Kubernetes裡的所有資源物件資料都儲存在etcd中
Node
- 工作節點，執行應用程式
- Node上執行著以下核心程式
- kubelet：負責Pod對應容器的建立、啟停，與Master的協作，實現叢集管理
- kube-proxy：實現Kubernetes Service的通訊，負載均衡的重要元件
- docker
- Node可以在Kubernetes執行期間動態加入叢集
- 前提是Node節點已經安裝好了上述核心程式
- 預設情況下，kubelet會向Master註冊自己
- 如果某個Node失聯，Master會觸發“工作負載大轉移”的自動流程
HelloWorld
Kubernetes的安裝先不講了
- 現在要做的事情是
- 使用Kubernetes部署MySQL與JavaWeb程式
- JavaWeb可以訪問Kubernetes
- 基本步驟
- MySQL副本集
- MySQL Service
- JavaWeb副本集
- JavaWeb Service
MySQL RC
- mysql-rc.yaml
apiVersion: v1
# 表名這是一個副本集
kind: ReplicationController
metadata:
# RC的名稱，全域性唯一
name: mysql
spec:
# 期待的Pod數量
replicas: 1
selector:
app: mysql
# 根據此模板建立Pod副本
template:
metadata:
labels:
# Pod副本擁有的標籤，對應RC的Selector
app: mysql
spec:
containers:
- name: mysql
image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/sherry/mysql:5.7
ports:
# 容器應用監聽的埠號
- containerPort: 3306
# 注入容器內的環境變數
env:
- name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
value: "123456"複製程式碼注意這裡的yaml檔案，不可以有製表符，我們一律使用空格鍵代替
編寫完檔案後，使用apply命令做個檔案格式檢查
➜ k8s git:(master) ✗ kubectl apply -f mysql-rc.yaml
replicationcontroller/mysql created複製程式碼- 建立RC
➜ k8s git:(master) ✗ kubectl create -f mysql-rc.yaml
replicationcontroller/mysql created複製程式碼- 檢視建立結果
➜ k8s git:(master) ✗ kubectl get rc
NAME DESIRED CURRENT READY AGE
mysql 1 1 1 4m17s複製程式碼- 檢視建立的Pod情況
➜ k8s git:(master) ✗ kubectl get pods
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
mysql-wg9sp 1/1 Running 0 5m16s複製程式碼- dashboard
其實通過dashboard，也能看到啟動情況
MySQL Service
- mysql-svc.yaml
apiVersion: v1
kind: Service # 表名這是一個Kubernetes Service
metadata:
name: mysql # Service全域性名稱
spec:
ports:
- port: 3306 # Service對外提供的埠
selector:
app: mysql # Service對應的Pod擁有此標籤，所有擁有此標籤的pod都歸我管複製程式碼- 建立Service
➜ k8s git:(master) ✗ kubectl create -f mysql-svc.yaml
service/mysql created複製程式碼- 檢視建立結果
➜ k8s git:(master) ✗ kubectl get svc
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 175m
mysql ClusterIP 10.105.55.185 <none> 3306/TCP 84s複製程式碼可以發現，MySQL服務被分配了一個值為10.105.55.185的CLUSTER-IP，埠為3306
此時，Kubernetes叢集中其他建立的Pod就可以通過這個ip+埠進行連線和訪問了
這裡的ip，是Service建立後由Kubernetes系統自動分配的，
其他Pod無法餘弦知道，所以需要有一個服務發現機制來找到這個服務。
現在，我們根據Service的唯一名稱獲取到ip和埠
JavaWeb RC
- myweb-rc.yaml
apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
name: myweb
spec:
replicas: 2
selector:
app: myweb
template:
metadata:
labels:
app: myweb
spec:
containers:
- name: myweb
image: kubeguide/tomcat-app:v1
ports:
- containerPort: 8080複製程式碼在Tomcat容器內部，應用將使用環境變數MYSQLSERVICEHOST的值連線MySQL，更安全的做法是使用服務的名稱mysql進行訪問
- 建立RC
➜ k8s git:(master) ✗ kubectl create -f myweb-rc.yaml
replicationcontroller/myweb created複製程式碼- 驗證
➜ k8s git:(master) ✗ kubectl get pods
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
mysql-ck4j5 1/1 Running 0 164m
myweb-8dhr9 1/1 Running 0 3m11s
myweb-nm75w 1/1 Running 0 3m11s複製程式碼JavaWeb Service
- myweb-svc.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: myweb
spec:
type: NodePort
ports:
- port: 8080
nodePort: 30001
selector:
app: myweb複製程式碼type: NodePort和nodePort: 30001，表明此Service開啟了NodePort方式的外網訪問模式
- 啟動
➜ k8s git:(master) ✗ kubectl create -f myweb-svc.yaml
service/myweb created複製程式碼- 驗證
➜ k8s git:(master) ✗ kubectl get service
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 5h47m
mysql ClusterIP 10.105.55.185 <none> 3306/TCP 174m
myweb NodePort 10.101.31.133 <none> 8080:30001/TCP 41s複製程式碼驗證
經過上述步驟，我們通過dashbaord看看到底啟動了哪些服務
- Service
- RC
- Pod
我們可以使用 http://虛擬機器器ip:30001/demo/ 的方式來進行驗證訪問
那麼怎麼獲取這個虛擬機器器的ip呢？
我這裡使用的是minikube安裝的Kubernetes環境，安裝後，在虛擬機器器中的Linux，賬號是root，密碼為空
然後使用ipconfig|more命令就能看到ip
ok，至此，我們的hello world完畢
如何宣告Kubernetes資源物件
在hello world中，我們已經使用yaml格式的方式，宣告瞭RC和Service兩種資源物件
其實還可以是JSON格式（不常用）
基礎
下面我們具體講講每一個配置
# 宣告需要用到的api版本
#Kubernetes平臺採用的是核心+外圍擴充套件的設計思路
#常見的核心資源物件都歸屬於v1這個核心api
apiVersion: v1
# 表名這是一個副本集，還可以是 Pod、Service等
kind: ReplicationController
metadata:
# RC的名稱，全域性唯一
name: mysql
labels:
name: XXX # 定義了一個標籤，name=XXX
# 定義容器組
spec:
# 期待的Pod數量
replicas: 1
# selector是標籤選擇器，這裡表示，當前容器組處理擁有app=mysql標籤的Pod
selector:
app: mysql
# 根據此模板建立Pod副本
template:
metadata:
labels:
# Pod副本擁有的標籤，對應RC的Selector
app: mysql
# 定義容器組
spec:
containers:
- name: mysql
image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/sherry/mysql:5.7
resources:
# 設定一個較小的值，符合容器平時工作負載下的資源需求
requests:
# 記憶體佔用，預設單位為位元組，一般我們使用Mi，表示兆
memory: "64Mi"
# 以1/1000為最小單位，100m表示0.1個CPU
# 不管是在一個1Core的機器還是8Core的機器上，100m代表的含義都是一樣的
cpu: "250m"
# 設定一個較大的值，符合容器峰值負載下的資源需求
# 當容器試圖使用超過這個量的資源時，可能被Kubernetes殺掉並重啟
limits:
memory: "128Mi"
cpu: "500m"
ports:
# 容器應用監聽的埠號，PodIP+這個埠，組成了新的概念：Endpoint
# 代表此Pod裡的一個服務程式的對外通訊地址
- containerPort: 3306
# 注入容器內的環境變數
env:
- name: MYSQL_SERVICE_HOST
value: "mysql"
- name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
value: "123456"複製程式碼Selector表示式
kubectl命令詳解
詳細命令的使用，通過kubectl help獲得
檢視
- 檢視Node
➜ k8s git:(master) ✗ kubectl get nodes
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
minikube Ready master 8h v1.16.2複製程式碼- 檢視某個node詳情
這裡的minikube是node的name
➜ k8s git:(master) ✗ kubectl describe node minikube
Name: minikube
Roles: master
Labels: beta.kubernetes.io/arch=amd64
beta.kubernetes.io/os=linux
kubernetes.io/arch=amd64
kubernetes.io/hostname=minikube
kubernetes.io/os=linux
node-role.kubernetes.io/master=
Annotations: kubeadm.alpha.kubernetes.io/cri-socket: /var/run/dockershim.sock
node.alpha.kubernetes.io/ttl: 0
volumes.kubernetes.io/controller-managed-attach-detach: true
CreationTimestamp: Wed,04 Dec 2019 10:02:05 +0800
Taints: <none>
Unschedulable: false
Conditions:
Type Status LastHeartbeatTime LastTransitionTime Reason Message
---- ------ ----------------- ------------------ ------ -------
MemoryPressure False Wed,04 Dec 2019 18:12:44 +0800 Wed,04 Dec 2019 10:02:01 +0800 KubeletHasSufficientMemory kubelet has sufficient memory available
DiskPressure False Wed,04 Dec 2019 10:02:01 +0800 KubeletHasNoDiskPressure kubelet has no disk pressure
PIDPressure False Wed,04 Dec 2019 10:02:01 +0800 KubeletHasSufficientPID kubelet has sufficient PID available
Ready True Wed,04 Dec 2019 10:02:01 +0800 KubeletReady kubelet is posting ready status
Addresses:
InternalIP: 192.168.99.105複製程式碼本文由部落格一文多發平臺 OpenWrite 釋出！