[云原生] k8s中kubectl陈述式资源管理

一、管理k8s核心资源的两种基本方法

陈述式资源管理方法

--主要依赖命令行工具kubectl进行管理
优点
可以满足90%以上的使用场景
对资源的增、删、查操作比较容易

缺点
命令冗长，复杂，难以记忆
特定场景下，无法实现管理需求
对资源的修改麻烦，需要patch来使用json串更改。

声明式资源管理方法

主要依赖统一资源配置清单进行管理

k8s中文文档：Kubernetes kubectl 命令表 _ Kubernetes(K8S)中文文档_Kubernetes中文社区

1.2 kubectl命令行工具的说明

k8s在2.0 版本后就增加kubectl自动补全

二进制安装的k8s,kubectl工具没有自动补全功能(其他方式安装的未验证),可以使用以下方式开启命令自动补全

vim /etc/bashrc
source <(kubectl completion bash)
 
 
su

二、k8s集群中的基本信息查看

2.1 k8s中基本管理信息的查看

（1）查看版本信息

kubectl version

（2）查看资源对象简写

kubectl api-resources

（3）查看集群信息

kubectl cluster-info

（4）node节点查看日志

journalctl -u kubelet -f

2.2 k8s基本信息查看

（1）获取资源信息

kubectl get <resource> [-o wide | json | yaml] [-n namespace]
获取资源的相关信息，-n指定命令空间，-o指定输出格式
resource可以是具体资源名称，如pod nginx -xxx;也可以是资源类型，如pod; 或者all (仅展示几种核心资源，并不完整)
--all-namespaces 或-A :表示显示所有命令空间，
--show-labels :显示所有标签
-l app:仅显示标签为app的资源
-l app=nginx :仅显示包含app标签， 且值为nginx的资源

（2）查看master节点状态

kubectl get componentstatuses
kubectl get cs

（3）查看命令空间

kubectl get namespaces
kubectl get ns

（4）查看default命名空间的所有资源

kubectl get all [-n default]

2.3 k8s资源的基本管理

（1）创建命名空间

kubectl create ns test
kubectl get ns

（2）删除命名空间

kubectl delete namespace test
kubectl get ns

（3）在命名空间中创建副本控制器来启动Pod

kubectl create deployment nginx-test --image=nginx -n kube-public
kubectl get pod -n kube-public

（4）查看指定资源的详细信息

kubectl describe deployment nginx-test -n kube-public
kubectl describe pod nginx-test-795d659f45-hnpnm  -n kube-public

（5）查看命名空间中的pod信息

kubectl get pods -n  kube-system

（6）跨主机登录容器

kubectl exec -it nginx-test-795d659f45-hnpnm bash -n kube-public

（7）pod资源的删除

kubectl get pods -n kube-public 
 
kubectl delete pod nginx-test-795d659f45-hnpnm  -n kube-public 
 
kubectl get pods -n kube-public

（8）强行删除pod

kubectl delete pod <pod-name> -n <namespace> --force --grace-period=0
#grace-period表示过渡存活期，默认30s，在删除pod之前允许POD慢慢终止其上的容器进程，从而优雅退出，0表示立即终u止pod

（9）对相同的pod数进行增加，减少

扩容
kubectl scale deployment nginx-test --replicas=3 -n kube-public
s缩容
kubectl scale deployment nginx-test --replicas=1 -n kube-public

（10）删除副本控制器

 
kubectl delete deployment nginx-test -n kube-public
或者
kubectl delete deployment/nginx-test -n kube-public
 
#这里的/  相当于是 空格 也有着隔开说明关系的作用

（11）特列创建的方式

kubectl 创建pod 又被称为自助式的创建，run的创建每次只能创建一个pod（不能被扩容和缩容），且不受pod控制器的管理。也就是当pod被删除后，不再被拉起。

kubectl  run  nginx  --image=nginx

三、项目的生命周期管理

对于一个k8s的项目，它的声明周期大致可以分为以下几个步骤：

创建 —>> 发布 —>> 更新 —>> 回滚 —>> 删除

3.1 创建项目

创建并运行一个或多个容器镜像
创建一个deployment或job来管理容器
kubectl run --help或则 kubectl run -h
 
//启动nginx 实例，暴露容器端口80，设置副本数3
kubectl create deployment nginx --image=nginx:1.14 --port=80 --replicas=3
 
kubectl get pods
kubectl get all

3.2 发布项目

 
1.将资源暴露为新的Service
kubectl expose --help
 
2.为deployment的nginx创建service，并通过Service的80端口转发至容器的80端口上，Service的名称为nginx-service，类型为NodePort
kubectl expose deployment nginx-app --port=8000 --target-port=80 --name=nginx-service --type=NodePort
==========================================================
Kubernetes之所以需要Service， 一方面是因为Pod的IP 不是固定的(Pod可能会重建)，另一方面则是因为一组Pod
实例之间总会有负载均衡的需求。
Service通过label Selector实现的对一组的Pod的访问。
对于容器应用而言，Kubernetes 提供了基于VIP (虚拟IP)的网桥的方式访问 Service， 再由Service 重定向到相应的Pod。
 
service类型:
●ClusterIP:提供一个集群内部的虚拟IP以供Pod访问( service默认类型)
●NodePort:在每个Node.上打开一个端口以供外部访问，Kubernetes将会在每个Node.上打开一个端口并且每个Node的端口都是一样的，通过
NodeIp:NodePort的方式Kubernetes集群外部的程序可以访问Service。
注:每个端口只能是一种服务，端口范围只能是30000-32767
●LoadBalancer:通过外部的负载均衡器来访问，通常在云平台部署LoadBalancer还需要额外的费用。
==========================================================
3.查看pod网络状态详细信息和Service暴露的端口
kubectl get pods,svc -o wide
 
4.查看关联后端的节点
kubectl get endpoints
 
5.查看service的描述信息
kubect1 describe svc nginx-app

6.分半在node01和node02节点上操作，查看负载均衡端口
yum install ipvsadm -y
ipvsadm -Ln

7.在master01主节点分别在3个pod内写入网页文件
kubectl exec -it nginx-app-64ffbd575f-7hjxn  bash
echo "<h1>this is test1</h1>" > /usr/share/nginx/html/index.html
kubectl exec -it nginx-app-64ffbd575f-bs29c bash
echo "<h1>this is test2</h1>"/usr/share/nginx/html/index.html
kubectl exec -it nginx-app-64ffbd575f-r49dt  bash
echo "<h1>this is test3</h1>" >/usr/share/nginx/html/index.html
 
8.浏览器访问clusterip和nodeport
curl 10.96.76.164:8000
curl 192.168.73.105:31539
curl 192.168.73.106:31539
curl 192.168.73.107:31539
 
 
 
8.在master01操作 查看访问日志
kubectl logs nginx-app-64ffbd575f-7hjxn
kubectl logs nginx-app-64ffbd575f-bs29c 
kubectl logs nginx-app-64ffbd575f-r49dt

3.3 项目的更新

（1）查看资源模板的使用

kubectl set --help
 
//获取修改模板
kubectl set image --help

（2）进行项目中应用的版本更新

#查看当前pod中nginx的版本号
curl -I 192.168.73.105:31539
curl -I 192.168.73.106:31539
curl -I 192.168.73.107:31539
 
#版本更替
kubectl set image deployment/nginx-app nginx=nginx:1.16
 
 
#版本更替前，可以开启一个新的终端，对pod进行动态追踪，观察pod的变化
kubectl get pods -w
 
curl -I 192.168.73.105:31539
curl -I 192.168.73.106:31539
curl -I 192.168.73.107:31539

3.4 项目的回滚

每一个的项目版本更新都会经过测试，并不是所有的新版本都会优于旧版版，为了防止更新后，发现新版的服务优化不如旧版本，此时后悔。所以k8s在项目中设置了回滚功能

（1）查看历史回滚点

kubectl rollout history deployment/nginx-app

（2）进行回滚

#回滚到上一个回滚点中
kubectl rollout undo deployment/nginx-app
 
#进行指定回滚点回滚
kubectl rollout undo deployment/nginx-app --to-revision=3

3.5 进行项目的删除

1.删除副本控制器
kubectl delete deployment.apps/nginx-app
 
2.删除service资源
kubectl delete service/nginx-service
 
kubectl get all

四、三种常用的项目发布方式

应用程序升级面临最大挑战是新旧业务切换，将软件从测试的最后阶段带到生产环境，同时要保证系统不间断提供服务。而最为常见三种发布方式分别为：蓝绿发布，灰度发布和滚动发布。

三种发布方式的最终目的都是为了减小或避免对应用项目更新时，对客户使用的影响。

4.1 蓝绿发布

首先将所有的应用服务集群为蓝绿两组，首先将绿组的集群从负载均衡中移除，蓝组则继续对用户提供服务。此时移除的绿组进行服务的升级，等升级完毕后，再从新将绿组接入到负载均衡中为用户提供服务。

再把蓝组进行移除，进行服务升级，升级完毕后再接入到负载均衡的集群中。此时整个项目集群得进行升级完毕，我们将此称为蓝绿发布

特点

如果出问题，影响范围较大；
发布策略简单；
用户无感知，平滑过渡；
升级/回滚速度快。

缺点

需要准备正常业务使用资源的两倍以上服务器，防止升级期间单组无法承载业务突发；
短时间内浪费一定资源成本；
基础设施无改动，增大升级稳定性。

4.2 灰度发布

灰度发布又叫金丝雀发布，灰度是指在黑与白之间，能够平滑过渡的一种发布方式（为什么叫金丝雀发布（Canary）？以前，旷工开矿，在下矿洞前需要检查下方是否有毒气，矿工们先会放一只金丝雀进去探是否有有毒气体，看金丝雀能否活下来。）

该过程类似于游戏中的体验服，首先会让一部分用户进行使用测试，如果没什么问题后，会逐步面积推广，彻底替代旧的版本

特点

保证整体系统稳定性，在初始灰度的时候就可以发现、调整问题，影响范围可控；
新功能逐步评估性能，稳定性和健康状况，如果出问题影响范围很小，相对用户体验也少；
用户无感知，平滑过渡。

缺点

自动化要求高

4.3 滚动发布

滚动发布就是刚刚我们在k8s中使用的项目服务更新方式。滚动发布是指每次只升级一个或多个服务，升级完成后加入生产环境，不断执行这个过程，直到集群中的全部旧版本升级新版本。

特点

用户无感知，平滑过渡；
节约资源。

缺点

部署时间慢，取决于每阶段更新时间；
发布策略较复杂；
无法确定OK的环境，不易回滚。

三种方式的对比总结

蓝绿发布：两套环境交替升级，旧版本保留一定时间便于回滚。
灰度发布：根据比例将老版本升级，例如80%用户访问是老版本，20%用户访问是新版本。
滚动发布：按批次停止老版本实例，启动新版本实例。

五、金丝雀发布方式的运用

Deployment控制器支持自定义控制更新过程中的滚动节奏，如“暂停(pause)”或“继续(resume)”更新操作。比如等待第一批新的Pod资源创建完成后立即暂停更新过程，此时，仅存在一部分新版本的应用，主体部分还是旧的版本。然后，再筛选一小部分的用户请求路由到新版本的Pod应用，继续观察能否稳定地按期望的方式运行。确定没问题之后再继续完成余下的Pod资源滚动更新，否则立即回滚更新操作。这就是所谓的金丝雀发布。

（1）进行金丝雀的更新方式

 
kubectl create deployment nginx --image=nginx:1.14 --port=80 --replicas=3
   
kubectl expose deployment nginx --port=8000 --target-port=80 --name=nginx-service --type=NodePort  #先创建资源并创建3个副本
 
kubectl set image deployment nginx nginx=nginx:1.16 && kubectl rollout pause deployment nginx      #更新并暂停
 
kubectl rollout status deployment nginx    #观察更新状态

（2）监控更新的过程

可以看到已经新增了一个资源，但是并未按照预期的状去删除一个旧的资源，就是因为使用了pause暂停命令
kubectl get pods,svc -o wide
kubectl get pods -w
curl -I 192.168.73.106:31589

（3）继续更新

kubectl rollout resume deployment nginx

如果对第二次或则往后的更新仍然保留测试的想法，可以采用再更新一部分暂停的方式：

kubectl rollout resume deployment nginx  && kubectl rollout pause deployment nginx

总结

1.查看版本信息
kubectl version

2.查看资源对象简写
kubectl api-resources

3.查看集群信息
kubectl cluster-info

4.配置kubectl自动补全
source <(kubectl completion bash)

5.node节点查看日志
journalctl -u kubelet -f

创建
kubectl create 控制器
kubectl run 自助式
kubectl scale --replicas=

发布，创建 service
kubectl expose

更新
kubectl set image

回滚
kubectl rollout undo

删除
kubectl delete 控制器|pod ...

查看资源状态
kubectl get ... -o wide [-l 标签] [--show-lables] [-n ...] [-A] -w

查看详细信息
kubectl describe

查看日志
kubectl logs

进入pod容器
kubectl exec -it

查看资源缩写
kubectl api-resource

灰度发布/金丝雀发布
kubectl set image ... && kubectl rollout pause（暂停操作） ...

如果验证没有问题
kubectl rollout resume（恢复操作）
滚动更新
先更新一部分（个数|比例默认25%）pod资源，更新完毕后再删除一部分资源