【笔记】通过配置文件操作Kubernetes

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前言

通过配置文件操作Kubernetes

根据配置文件执行操作

-f <yml>：指定配置文件

<yml>：.yml格式的配置文件

执行操作

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kubectl apply -f <yml>

创建操作

1
kubectl create -f <yml>

删除操作

1
kubectl delete -f <yml>

对命名空间Namespace的操作

创建命名空间

<namespace_name>：命名空间名称

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apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: <namespace_name>

对Pod的操作

创建Pod

apiVersion: v1：api版本
kind:：定义配置文件类型（核心配置）

Pod：用于创建容器的配置文件
Namespace：用于创建命名空间的配置文件

metadata.name：定义名称。如果是Pod类型，会自动在末尾生成随机字符串用于区分
spec.containers：对容器的配置
spec.containers.image：docker镜像名（核心配置）
spec.containers.imagePullPolicy：是否联网下载镜像

Never：不联网下载镜像

metadata.namespace：指定命名空间
spec.containers.name：定义镜像名
spec.containers.ports.containerPort：容器暴露的端口（可选）

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apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: <pod_name>
  namespace: <namespace_name>
spec:
  containers:
  - image: <image>:<tag>
    imagePullPolicy: Never
    name: <container_name>
    ports:
    - containerPort: 8080
      protocol: TCP

包含节点选择器

  • 部署到指定服务器
  • 修改pod配置文件

spec.nodeSelector：节点选择器

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apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: kubia-manual
spec:
  nodeSelector:
    <key>: <value>
  containers:
  - image: luksa/kubia
    imagePullPolicy: Never
    name: kubia
    ports:
    - containerPort: 8080
      protocol: TCP

对Deployment工作负载的操作

创建Deployment

  • 配置文件与RS相似，因为Deployment会自动启动RS做滚动升级操作
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apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: kubia
spec:
  replicas: 3
  selector: 
    matchLabels:
      app: kubia
  template:
    metadata:
      name: kubia
      labels:
        app: kubia
    spec:
      containers:
      - image: luksa/kubia:v1
        imagePullPolicy: Never
        name: nodejs

改变滚动升级速率

spec.strategy.rollingUpdate.maxSurge：允许超出容器的数量，可以为百分比或数值，默认值为25%
spec.strategy.rollingUpdate.maxUnavailable：允许不可用容器的数量，可以为百分比或数值，默认值为25%

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apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: kubia
spec:
  replicas: 3
  selector: 
    matchLabels:
      app: kubia
  strategy:
    rollingUpdate:
      maxSurge: 25%
      maxUnavailable: 25%
  template:
    metadata:
      name: kubia
      labels:
        app: kubia
    spec:
      containers:
      - image: luksa/kubia:v1
        imagePullPolicy: Never
        name: nodejs

就绪探针

  • 通过就绪探针判定是否就绪，未就绪会阻塞，阻塞10分钟，升级不再执行

spec.minReadySeconds：判定就绪的时间（单位：秒）
spec.template.spec.containers.readinessProbe：配置就绪探针

spec.template.spec.containers.readinessProbe.periodSeconds：间隔时间
spec.template.spec.containers.readinessProbe.httpGet.path：探测路径
spec.template.spec.containers.readinessProbe.httpGet.port：探测端口

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apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: kubia
spec:
  replicas: 3
  selector: 
    matchLabels:
      app: kubia
  minReadySeconds: 10
  strategy:
    rollingUpdate:
      maxSurge: 1
      maxUnavailable: 0
    type: RollingUpdate
  template:
    metadata:
      name: kubia
      labels:
        app: kubia
    spec:
      containers:
      - image: luksa/kubia:v3
        name: nodejs
        imagePullPolicy: Never
        readinessProbe:
          periodSeconds: 1
          httpGet:
            path: /
            port: 8080

对Service服务的操作

创建服务

metadata.name：Service的名称，要求必须与Deployment的名称一致
<key>: <value>：需要与Deployment中的spec.template.metadata.labels保持一致
spec.ports.port：服务向外暴露的端口
spec.ports.targetPort：容器内部的端口

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apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: kubia
spec:
  selector:
    <key>: <value>
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 80
  type: NodePort

对外端口暴露

NodePort

  • 每个节点都开放一个端口

spec.type：对外暴露类型

NodePort：在每个节电上开放访问端口

spec.ports.nodePort：外部访问端口

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apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: kubia-nodeport
spec:
  type: NodePort
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 8080
    nodePort: 30123
  selector:
    <key>: <value>

LoadBalance

  • NodePort的一种扩展，负载均衡器需要云基础设施来提供

Ingress

  • 通过域名来访问，本质上是一个Nginx

<host>：指定用于访问的域名
Prefix：前缀匹配，只要前缀与path相同，则匹配成功

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apiVersion: networking.k8s.io/v1
kend: Ingress
metadata:
  namespace: default
  name: <ingress_name>
spec:
  ingressClassName: ingress
  rules:
  - host: <host>
    http:
      paths:
        - path: /
          pathType: Prefix
          backend:
            service:
              name: <deployment_name>
              port:
                number: 80
  • 修改hosts

192.168.0.1：网卡上的真实IP地址
<host>：刚刚配置的域名

1
192.168.0.1 <host>
  • 局域网内其他设备访问暴露的端口
1
curl <host>:65535

手动创建Endpoints对象

  • Endpoint是在Service和pod之间的一种资源

  • 一个Endpoint资源,包含一组pod的地址列表

  • 创建与Service同名的Endpoints即可建立关联

subsets.addresses：包含的地址列表

ip: <ip>：访问地址

subsets.ports.port：目标服务的端口

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apiVersion: v1
kind: Endpoints
metadata:
  name: kubia
subsets:
- addresses:
  - ip: 120.52.99.224
  - ip: 117.136.190.162
  ports:
  - port: 80

对Labels标签的操作

新建容器时，为新容器贴标签

metadate.labels：标签设置，键值对形式，每个标签占一行

<key>：标签键
<value>：标签值

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metadata:
  labels:
    <key>: <value>

对控制器的操作

  • 控制器可以自动控制容器的部署和销毁

创建控制器

ReplicationController

  • RC可以自动化维护多个pod，只需指定pod副本的数量，就可以轻松实现自动扩容缩容
  • 当一个pod宕机，RC可以自动关闭pod，并启动一个新的pod替代它
  • 标签的完整匹配

apiVersion: v1：api版本
kind:：定义配置文件类型（核心配置）

ReplicationController：用于创建RC控制器的配置文件

metadata.name：定义名称
spec.replicas：容器副本的数量
spec.selector：根据选择器来选择RC管理的容器

<key>：标签键
<value>：标签值

spec.template：定义容器的模版
spec.template.metadata.labels：创建容器时为容器贴标签

<key>：标签键
<value>：标签值

spec.containers：对容器的配置

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apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:   
  name: kubia
spec:
  replicas: 3
  selector:
    <key>: <value>
  template:
    metadata:
      labels:
        <key>: <value>
    spec:
      containers:
      - name: kubia
        image: luksa/kubia
        imagePullPolicy: Never
        ports:
        - containerPort: 8080

ReplicaSet

  • 标签选择可以使用运算符
  • 是ReplcationController的新版控制器
matchLabels

apiVersion: v1：api版本
kind:：定义配置文件类型（核心配置）

ReplicationController：用于创建RS控制器的配置文件

spec.selector.matchLabels：使用label选择器，对标签进行完整匹配

<key>：标签键
<value>：标签值

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apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  name: kubia
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: kubia
  template:
    metadata:
      labels:
        <key>: <value>
    spec:
      containers:
      - name: kubia
        image: luksa/kubia
        imagePullPolicy: Never
matchExpressions

apiVersion: v1：api版本
kind:：定义配置文件类型（核心配置）

ReplicationController：用于创建RS控制器的配置文件

spec.selector.matchLabels：表达式匹配选择器
spec.selector.matchLabels.key：指定标签键
spec.selector.matchLabels.operator：运算符

In：label与其中一个值匹配
NotIn：label与任何一个值都不匹配
Exists：包含指定labet名称，值任意
DoesNotExeists：不包含指定label名称，值任意

spec.selector.matchLabels.values：指定标签值，label值列表

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apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  name: kubia
spec:
  replicas: 4
  selector:
    matchExpressions:
      - key: <key>
        operator: In
        values:
          - <value_1>
          - <value_2>
  template:
    metadata:
      labels:
        app: kubia
    spec:
      containers:
      - name: kubia
        image: luksa/kubia
        imagePullPolicy: Never

DaemonSet

  • 在每个节点上运行一个 pod，包括主控服务器
  • 主要用途：资源监控，kube-proxy等
  • DaemonSet不指定pod数量，它会在每个节点上部署一个pod
不含节点选择器
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apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: ssd-monitor
spec:
  selector:
    matchLabels:
      <key>: <value>
  template:
    metadata:
      labels:
        <key>: <value>
    spec:
      containers:
        - name: main
          image: luksa/ssd-monitor
          imagePullPolicy: Never
包含节点选择器

spec.template.spec.nodeSelector：节点选择器

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apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet                       
metadata:
  name: ssd-monitor                   
spec:
  selector:
    matchLabels:
      <key>: <value>
  template:
    metadata:
      labels:
        <key>: <value>
    spec:
      nodeSelector:
        <key>: <value>
      containers:
        - name: main
          image: luksa/ssd-monitor
          imagePullPolicy: Never

Job

  • Job 用来运行单个任务，任务结束后pod不再重启
单个运行运行单次

spec.template.spec.restartPolicy：重启策略

OnFailure：任务失败时

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apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata: 
  name: batch-job
spec:
  template: 
    metadata:
      labels:
        <key>: <value>
    spec:
      restartPolicy: OnFailure
      containers:
        - name: main
          image: luksa/batch-job
          imagePullPolicy: Never
单个运行运行多次

sepc.completions：指定任务执行总次数

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apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata: 
  name: multi-completion-batch-job
spec:
  completions: 5
  template: 
    metadata:
      labels:
        <key>: <value>
    spec:
      restartPolicy: OnFailure
      containers:
        - name: main
          image: luksa/batch-job
          imagePullPolicy: Never
并行运行运行共多少次

spec.parallelism：并行运行任务数量

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apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata: 
  name: multi-completion-parallel-batch-job
spec:
  completions: 5
  parallelism: 2
  template: 
    metadata:
      labels:
        <key>: <value>
    spec:
      restartPolicy: OnFailure
      containers:
        - name: main
          image: luksa/batch-job
          imagePullPolicy: Never

Cronjob

spec.schedule：定义cron的定时任务格式

每个单位数用空格隔开，每组单位数用逗号隔开，如果该单位数每个单位都执行用*表示
第一个单位：分钟
第二个单位：小时
第二个单位：月中的天
第二个单位：月
第二个单位：周中的天

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apiVersion: batch/v1beta1                # api版本
kind: CronJob                            # 资源类型
metadata:
  name: batch-job-every-fifteen-minutes
spec:
  schedule: "0,15,30,45 * * * *"
  jobTemplate:
    spec:
      template:
        metadata:
          labels:
            app: periodic-batch-job
        spec:
          restartPolicy: OnFailure
          containers: 
          - name: main
            image: luksa/batch-job
            imagePullPolicy: Never

覆盖docker启动命令和启动参数

spec.containers.command：覆盖ENTRYPOINT启动命令
spec.containers.args：覆盖CMD启动参数

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apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: fortune
  labels:
    app: fortune
spec:
  containers:
  - image: luksa/fortune:args
    args: ["2"]
    name: html-genrator
    imagePullPolicy: Never
    volumeMounts:
    - name: html
      mountPath: /var/htdocs
    ports:
    - containerPort: 80
      protocol: TCP

对数据卷的操作

emptyDir

spec.containers.volumeMounts：容器中数据卷的配置

spec.containers.volumeMounts.name：指定容器使用的数据卷名
spec.containers.volumeMounts.mountPath：容器中的挂载路径
spec.containers.volumeMounts.readOnly：是否为只读

spec.volums：数据卷的配置

spec.volums.name：定义数据卷名
spec.volums.emptyDir：定义数据卷类型为emptyDir类型

emptyDir：简单的空目录
hostPath：工作节点中的磁盘路径
gitRepo：从git克隆的本地仓库
nfs：nfs共享文件系统

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apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: fortune
  labels:
    <key>: <value>
spec:
  containers:
  - image: luksa/fortune
    name: html-genrator
    imagePullPolicy: Never
    volumeMounts:
    - name: html
      mountPath: /var/htdocs
  - image: nginx:alpine
    name: web-server
    imagePullPolicy: Never
    volumeMounts:
    - name: html
      mountPath: /usr/share/nginx/html
      readOnly: true
    ports:
    - containerPort: 80
      protocol: TCP
  volumes:
  - name: html
    emptyDir: {}

nfs

准备一个目录

  • 准备一个目录作为共享目录

  • 编辑exports配置文件

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vim /etc/exports
  • 修改exports配置文件

/etc/nfs_data：指定共享的目录
192.168.64.0/24：配置共享的网络，0.0.0.0表示不限制网段
rw读写权限
async：异步写入
no_root_squash：访问时不降级root身份的权限

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/etc/nfs_data    192.168.64.0/24(rw,async,no_root_squash)
  • 在客户端挂载nfs目录

192.168.64.191:/etc/nfs_data：远端nfs路径
/etc/web_dir：客户端路径

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mount -t nfs 192.168.64.191:/etc/nfs_data /etc/web_dir

持久数据卷（持久卷）

创建持久卷

apec.capacity.storage：定义持久卷大小
apec.accessModes：持久卷的权限

ReadWriteOnce：只允许被一个客户端挂载为读写模式
ReadOnlyMany：可以被多个客户端挂载为只读模式

apec.persistentVolumeReclaimPolicy：持久卷声明被释放时的配置

Retain：持久卷声明被释放时，保留持久卷

apec.nfs：配置nfs数据卷

apec.nfs.path：远端数据卷的目录路径
apec.nfs.path：远端数据卷的访问路径

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apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata: 
  name: mongodb-pv
spec:
  capacity:
    storage: 1Gi
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
    - ReadOnlyMany
  persistentVolumeReclaimPolicy: Retain
  nfs:
    path: /etc/nfs_data
    server: 192.168.64.191

持久卷声明

  • 根据配置自动匹配持久卷

spec.resources.requests.store：申请存储空间大小
spec.accessModes：读写权限

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apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata: 
  name: mongodb-pvc
spec:
  resources:
    requests:
      storage: 1Gi
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  storageClassName: ""       # 参考动态配置章节

挂载持久数据卷声明

spec.volumes.name：定义持久卷名
spec.volumes.persistentVolumeClaim.claimName：引用持久卷声明名称

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apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mongodb
spec:
  containers:
  - image: mongo
    name: mongodb
    imagePullPolicy: Never
    securityContext:
      runAsUser: 0
    volumeMounts:
    - name: mongodb-data
      mountPath: /data/db
    ports:
    - containerPort: 27017
      protocol: TCP
  volumes:
  - name: mongodb-data
    persistentVolumeClaim:
      claimName: mongodb-pvc

覆盖docker启动命令和启动参数

spec.containers.command：覆盖ENTRYPOINT启动命令
spec.containers.args：覆盖CMD启动参数

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apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: fortune
  labels:
    app: fortune
spec:
  containers:
  - image: luksa/fortune:args
    args: ["2"]
    name: html-genrator
    imagePullPolicy: Never
    volumeMounts:
    - name: html
      mountPath: /var/htdocs
    ports:
    - containerPort: 80
      protocol: TCP

完成

参考文献

哔哩哔哩——云原生技术架构