Kubernetes(k8s)资源管理

文章目录

  • Kubernetes资源管理
    • 1.资源管理介绍
    • 2.YAML语言介绍
    • 3.资源管理方式
      • 命令式对象管理
      • 命令式对象配置
      • 声明式对象配置
    • 扩展：配置kubectl命令可以在node节点上运行

Kubernetes资源管理

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提供了一组核心概念和功能来管理资源，包括：

  1. Pod：是Kubernetes中最小的可调度单位，它可以包含一个或多个容器。Pod代表应用程序的一个实例，包含了共享的网络和存储资源。Pod可以动态地进行伸缩，并且可以在不同的节点之间迁移。
  2. Deployment：用于定义和管理应用程序的部署。Deployment描述了应用程序的期望状态，并负责在集群中创建和更新Pod。它支持滚动更新、回滚和扩缩容等操作。
  3. Service：用于暴露应用程序内部的Pod给外部访问。Service为Pod提供了一个稳定的网络地址，并通过负载均衡将流量分发到后端的Pod。
  4. Namespace：用于将集群划分为多个虚拟集群，以便不同的团队或项目可以在同一个集群上独立地工作。每个Namespace可以拥有自己的Pod、Service和其他资源。
  5. PersistentVolume：用于在容器之间持久化存储数据的抽象。PersistentVolume是集群中的一个存储资源，可以被动态地绑定到Pod中的Volume，以提供持久化的存储。
  6. StatefulSet：用于管理有状态应用程序的部署。StatefulSet确保每个Pod都具有稳定的网络标识和持久化存储，并且它们按照一定的顺序进行创建和更新。

以上仅是Kubernetes资源管理的一些基本概念和功能。Kubernetes还提供了许多其他资源，如ConfigMap、Secret、Ingress等，以帮助用户更好地管理容器化应用程序。

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。

在这里插入图片描述

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"。

//json写法
<wanf>
    <age>21</age>
    <address>Wuhan</address>
</wanf>

//上面写法转化为yaml后
wanf:
  age: 21
  address: Wuhan

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: 2023-11-15    # 日期必须使用ISO 8601格式，即yyyy-MM-dd
# 6 时间类型
c6: 2023-11-15T15:41:31+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: wanf     # 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):
wanf:
  age: 21
  address: Wuhan
# 形式二(了解):
wanf: {age: 21,address: Wuhan}
# 数组
# 形式一(推荐):
address:
  - 武昌
  - 江夏  
# 形式二(了解):
address: [武昌,江夏]

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

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

    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

命令式对象管理

kubectl命令

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

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

资源类型

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：

资源分类资源名称缩写资源作用
集群级别资源nodesno集群组成部分
namespacesns隔离Pod
pod资源podspo装载容器
pod资源控制器replicationcontrollersrc控制pod资源
replicasetsrs控制pod资源
deploymentsdeploy控制pod资源
daemonsetsds控制pod资源
jobs控制pod资源
cronjobscj控制pod资源
horizontalpodautoscalershpa控制pod资源
statefulsetssts控制pod资源
服务发现资源servicessvc统一pod对外接口
ingressing统一pod对外接口
存储资源volumeattachments存储
persistentvolumespv存储
persistentvolumeclaimspvc存储
配置资源configmapscm配置
secrets配置

操作

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：

命令分类命令翻译命令作用
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 中的日志输出容器在 pod 中的日志
attach缠绕进入运行中的容器进入运行中的容器
exec执行容器中的一个命令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的数量
autoscale自动调整自动调整Pod的数量
高级命令applyrc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版本显示当前Server和Client的版本

下面以一个namespace / pod的创建和删除简单演示下命令的使用：

//创建一个叫wanf的名称空间（名称空间=namespace）
[root@master ~]# kubectl create namespace wanf
namespace/wanf created

//查看所有的名称空间
[root@master ~]# kubectl get namespace
NAME              STATUS   AGE
default           Active   47h
kube-flannel      Active   46h
kube-node-lease   Active   47h
kube-public       Active   47h
kube-system       Active   47h
wanf              Active   2m3s		//刚刚创建的名称空间
[root@master ~]# 

----------

//在此namespace下创建并运行一个httpd的Pod
[root@master ~]# kubectl run httpd --image=lcwanf/httpd:v0.2 -n wanf
pod/httpd created

//查看名称空间wanf里面的pod
[root@master ~]# kubectl get pods -n wanf
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
httpd   1/1     Running   0          3m2s		//创建成功，running状态
[root@master ~]# 

//查看容器的IP，在内部访问试试
[root@master ~]# kubectl get pods -n wanf -o wide
NAME    READY   STATUS    RESTARTS      AGE     IP           NODE    NOMINATED NODE   READINESS GATES
httpd   1/1     Running   1 (41s ago)   5m38s   10.244.1.5   node1   <none>           <none>
--访问成功
[root@master ~]# curl 10.244.1.5
<html><body><h1>nice moon!</h1></body></html>


//删除指定的pod
[root@master ~]# kubectl delete pod httpd -n wanf
pod "httpd" deleted
--名称空间wanf里面的叫httpd的pod已经被删除了
[root@master ~]# kubectl get pods -n wanf 
No resources found in wanf namespace.
[root@master ~]# 

//删除指定的名称空间
[root@master ~]# kubectl delete namespace wanf
namespace "wanf" deleted
--名称空间wanf已经被删除了
[root@master ~]# kubectl get namespace
NAME              STATUS   AGE
default           Active   47h
kube-flannel      Active   47h
kube-node-lease   Active   47h
kube-public       Active   47h
kube-system       Active   47h
[root@master ~]#

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.写一个httpdpod.yaml，内容如下：

[root@master ~]# vim httpdpod.yaml
[root@master ~]# cat httpdpod.yaml 
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata: 
  name: wanf

---

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: httpdpod
  namespace: wanf
spec: 
  containers: 
  - name: httpd-test
    image: lcwanf/httpd:v0.2
[root@master ~]#

2.执行create命令，创建资源

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

3.执行get命令，查看根据yaml文件创建的资源

//创建了一个叫wanf的名称空间，在wanf名称空间里面创建了一个叫httpdpod的pod
[root@master ~]# kubectl get -f httpdpod.yaml 
NAME             STATUS   AGE
namespace/wanf   Active   94s

NAME           READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/httpdpod   1/1     Running   0          94s
[root@master ~]#

4.执行delete命令，删除根据yaml文件创建的资源：

//删除资源
[root@master ~]# kubectl delete -f httpdpod.yaml 
namespace "wanf" deleted
pod "httpdpod" deleted
[root@master ~]# 

//查看，资源已经被删除；名称空间都被删除了，名称空间里面的pod更不用说了
[root@master ~]# kubectl get namespace
NAME              STATUS   AGE
default           Active   2d
kube-flannel      Active   47h
kube-node-lease   Active   2d
kube-public       Active   2d
kube-system       Active   2d
[root@master ~]#

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。

与命令式配置不同，声明式配置描述了集群中期望的状态（最终状态），而不是每个对象的创建步骤。

//第一次执行apply，反馈为created，意思已经发生改变
[root@master ~]# kubectl apply -f httpdpod.yaml 
namespace/wanf created
pod/httpdpod created
--对应的资源也创建出来了
[root@master ~]# kubectl get -f httpdpod.yaml 
NAME             STATUS   AGE
namespace/wanf   Active   58s

NAME           READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/httpdpod   1/1     Running   0          58s
[root@master ~]# 

//再次执行apply，由于资源已经存在了，所以这次的apply不会有任何改变，反馈为unchanged
[root@master ~]# kubectl apply -f httpdpod.yaml 
namespace/wanf unchanged
pod/httpdpod unchanged

//修改yaml文件里面的内容
[root@master ~]# vim httpdpod.yaml 
（省略）
image: lcwanf/nginx:v10.0   //修改了此行，把镜像从httpd换成了nginx

--执行apply，由于只改了pod，没有改名称空间，所以反馈一个是unchanged（没有改变），另一个是configured
[root@master ~]# kubectl apply -f httpdpod.yaml 
namespace/wanf unchanged
pod/httpdpod configured

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

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

扩展：配置kubectl命令可以在node节点上运行

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：

  • 1.在node节点（工作节点）上创建一个用户
  • 2.在该用户的家目录中创建一个隐藏目录 .kube
  • 3.将控制节点上的/etc/kubernetes/admin.conf通过scp发送到node节点里上一步创建的目录中并命名为config
  • 4.在node节点修改config文的属主属组为第1步创建的用户

演示：

//在node节点上创建用户并设置密码
[root@node1 ~]# useradd k8s
[root@node1 ~]# echo "1"  | passwd --stdin k8s 
Changing password for user k8s.
passwd: all authentication tokens updated successfully.
[root@node1 ~]# 

//在node节点上创建隐藏目录
[root@node1 ~]# mkdir -p /home/k8s/.kube

//在控制节点上发送文件
[root@master ~]# scp /etc/kubernetes/admin.conf node1:/home/k8s/.kube/config
admin.conf                                 100% 5646     3.3MB/s   00:00    
[root@master ~]# 

//在node节点上修改/home/k8s/.kube/config的属主属组
[root@node1 ~]# chown k8s:k8s /home/k8s/.kube/config
[root@node1 ~]# ll /home/k8s/.kube/config
-rw------- 1 k8s k8s 5646 Nov 15 17:07 /home/k8s/.kube/config
[root@node1 ~]# 

//切换到第1步创建的用户，测试
[k8s@node1 ~]$ kubectl get namespace
NAME              STATUS   AGE
default           Active   2d
kube-flannel      Active   2d
kube-node-lease   Active   2d
kube-public       Active   2d
kube-system       Active   2d
wanf              Active   21m
[k8s@node1 ~]$ 
--可以使用

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