kubectl详解

一、陈述式管理

1、陈述式资源管理方法

• 通过命令额方式语句来实现对资源的管理，即通过一条命令来实现

• kubernetes集群管理集群资源的唯一入口是通过相应的方法调用apiserver的接口

• kubectl是官方的CLI命令行工具，用于与apiserver进行通信，将用户在命令行输入的命令，组织并转化为apiserver能识别的信息，进而实现管理k8s各种资源的一种有效途径

• kubectl的命令大全

  • kubectl --help
  • k8s官方中文文档：http://docs.kubernetes.org.cn/683.html

• 对资源的增、删、查操作比较容易，但对改的操作就不容易了

2、k8s相关信息查看

2.1 查看版本信息

kubectl version
#查看版本信息

kubectl get nodes
#查看集群节点信息

2.1.1 查看资源对象简写

kubectl api-resources
#查看资源对象简写

2.1.2 查看集群信息

kubectl cluster-info
#查看集群信息

2.1.3 配置kubectl自动补全

source <(kubectl completion bash)
#配置kubectl自动补全（只在当前生效，可以放在~/.bashrc文件中）

[root@master ~]# source <(kubectl completion bash)

2.1.4 查看日志

journalctl -u kubelet -f
#查看日志

2.2 基本信息查看

kubectl get <resource> [-o wide|json|yaml] [-n namespace]

--------------------------------------------------------------------------------------------------------
获取资源的相关信息，
-n指定命名空间
-o指定输出格式
resource可以是具体资源名称，如"pod nhinx-xxx"；也可以是资源类型，如“pod,node,svc,deploy”多种资源使用逗号间隔；或者all（仅展示几种核心资源，并不完整）
--all-namespaces或-A：表示显示所有命名空间
--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
--------------------------------------------------------------------------------------------------------

2.2.1 查看集群状态

kubectl get componentstatuses
kubectl get cs
#查看集群状态

2.2.2 查看命名空间

kubectl get namespace
kubectl get ns
#查看命名空间

2.3 命名空间操作

2.3.1 查看default命名空间的所有资源

kubectl get all [-n default]
#由于deafult为缺省空间，当不指定命名空间时默认查看default命名空间

kubectl get all
#查看空间的所有资源

2.3.2 创建命名空间luck

kubectl create ns luck
#创建命名空间luck

kubectl get ns
#显示所有命名空间

2.3.3 删除命名空间luck

kubectl delete ns luck
#删除命名空间luck（谨慎使用，会清空luck命名空间下的所有资源）

kubectl get ns
#显示所有命名空间信息

2.4 deployment/pod操作

2.4.1 在命名空间kube-public创建副本控制器（deployment）来启动Pod（nginx-xx）

kubectl create deployment nginx-xx --image=nginx -n kube-public
#在 kube-public 命名空间中创建一个名为 nginx-xx 的 Deployment，该 Deployment 将运行 nginx 镜像

--------------------------------------------------------------------------------------------------------
deployment：要创建的资源类型是 Deployment。Deployment 是 Kubernetes 中用于管理无状态应用（如 web 服务器）的资源。
nginx-xx：为新的 Deployment 指定的名称。
--image：指定要在 Deployment 中运行的容器镜像。
-n 或 --namespace：指定要在哪个 Kubernetes 命名空间中创建 Deployment。
kube-public：这是 Kubernetes 中的一个预定义命名空间，通常用于存储可以由集群中所有用户访问的公共对象。
--------------------------------------------------------------------------------------------------------

kubectl get deploy -n kube-public
#显示Deployment 资源的列表

2.4.2 显示某个资源的详细信息

kubectl describe <资源类型>  <资源名称>  [-n 命名空间]
#显示某个资源的详细信息
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
<资源类型>
#描述的资源的类型，比如 pod、service、deployment、statefulset 等。
<资源名称>
#你想要描述的资源的名称。
[-n 命名空间]
#可选参数，指定资源所在的命名空间。不指定则为当前默认命名空间，通常是default。
--------------------------------------------------------------------------------------------------------

kubectl describe deployment nginx-xx -n kube-public
#显示nginx-xx的deployment资源的详细信息（显示副本信息）

kubectl describe pod nginx-xx -n kube-public
#显示nginx-xx的pod资源的详细信息（可以详细显示某个pod调度失败的原因）

2.4.3 查看命名空间kube-public中pod信息

kubectl get pods -n kube-public
#显示命名空间kube-public中pod信息

2.4.4 登录容器

#kubectl exec可以跨主机登录容器，docker exec只能在容器所在主机登录

kubectl exec -it nginx-xx-55f6c96849-vjsnm bash -n kube-public
#登录容器

2.4.5 删除（重启）pod资源

#由于存在deployment/rc之类的副本控制器，删除pod也会重新拉起来kubectl delete pod nginx-test-65c98cd596-nq9cq -n kube-public

kubectl delete pod nginx-xx-55f6c96849-vjsnm -n kube-public
#删除pod资源

kubectl get pods -n kube-public
#显示命名空间kube-public中pod信息（使用delpoyment启动的pod实例，直接去删除pod是无法删除的）

这是因为delpoyment控制器，是一种pod控制器，它建立在ReplicaSet之上的控制器，用于管理无状态应用，同时管理和控制Pod与ReplicaSet，确保pod实例，一直保持在replicaset设置的预期值上，想要删除pod实例，只能通过删除控制器来删除它管理的pod实例

2.4.6 若无法删除，总是处于terminate状态，则要强行删除pod

#kubectl delete pod -n --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，从而优雅的退出，0表示立即终止pod

#在删除命名空间之前，请确保该命名空间中没有正在运行的重要应用程序，以免影响集群的稳定性和可用性。

#有些命名空间可能是由Kubernetes系统自动生成的，不允许被删除。在删除之前，请确认命名空间是否允许被删除。

#在执行删除操作之前，请确保已经备份了必要的数据和配置

2.4.7 扩缩容

kubectl scale <资源类型> <资源名称> --replicas=num [-n ns]

2.4.7.1 扩容

kubectl scale deployment nginx-xx --replicas=3 -n kube-public
#创建3个副本

kubectl get pods -n kube-public
#显示pod资源信息

2.4.7.2 缩容

kubectl scale deployment nginx-xx --replicas=1 -n kube-public
#缩容，只留一个副本

kubectl get pods -n kube-public
#显示pod资源信息

2.4.8 删除副本控制器

kubectl delete deployment/nginx-xx -n kube-public
#删除副本控制器

kubectl get deployment -n kube-public
#显示deployment资源信息

2.5 增加/删除label

kubectl get <资源类型> [-n 命名空间] --show-labels
#查看指定的某个资源的标签

2.5.1 增加label

kubectl get deploy --show-labels
#获取集群中所有 Deployment 资源的列表，并显示它们的标签（labels）。

kubectl label deploy nginx-deployment version=nginx1.15
#添加标签

kubectl get deploy --show-labels
#显示deploy资源列表，并显示标签

2.5.2 删除label

kubectl get deploy --show-labels
#显示deploy资源列表，并显示标签

kubectl label deploy nginx-deployment version-
#删除标签

kubectl get deploy --show-labels
#显示deploy资源列表，并显示标签

3、K8S模拟项目

3.1 项目的生命周期

• 创建–>发布–>更新–>回滚–>删除

3.2 创建kubectl run命令

• 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查看使用帮助

kubectl run nginx --image=nginx --port=80 --replicas=3
#启动nginx实例，暴露容器端口80，设置副本数3

kubectl get pods
#显示pods信息

kubectl get all
#显示空间所有资源

3.3 发布kubectl expose命令

• 将资源暴露为新的Service

kubectl expose --help查看使用帮助

kubectl expose deployment nginx-deployment --port=80 --target-port=80 --name=nginx-service --type=NodePort
#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

--------------------------------------------------------------------------------------------------------
--port=80
#指定了Service的端口，即集群内部其他Pods可以通过这个端口访问Service
--target-port=80
#指定了Service将流量转发到的目标端口，即Pods上实际运行的服务的端口。
#--target-port和--port可以是相同的，但也可以不同，具体取决于部署配置。
--name=nginx-service
#指定了新创建的Service的名称
--type=NodePort
#指定了Service 的类型。NodePort类型意味着Service会在集群的每个节点上打开一个特定的端口（称为 NodePort,端口范围为30000-32767之间的一个随机数），这样外部流量就可以通过该端口访问Service。这是将服务暴露给集群外部的一种方式。
--------------------------------------------------------------------------------------------------------

3.3.1 Service的作用

• 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。

3.3.2 Service的类型

• 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
• 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。

3.3.3 查看Pod网络状态详细信息和Service暴露的端口

kubectl get pods,svc -o wide
#查看Pod网络状态详细信息和Service暴露的端口

3.3.4 查看关联后端的节点

kubectl get endpoints
#查看失联后端的节点

3.3.5 查看service的描述信息

kubectl describe svc nginx
#查看service的描述信息

curl 192.168.10.11:32056
curl 192.168.10.12:32056
curl 192.168.10.13:32056
#使用任意节点ip访问

3.3.6 查看负载均衡端口

• 在node01节点上操作

yum install -y ipvsadm.x86_64
#安装服务

ipvsadm -Ln
#显示当前的 IPVS 表（查看已配置的虚拟服务和后端服务器）

• 在node02节点上操作

yum install -y ipvsadm.x86_64
#安装服务

ipvsadm -Ln
#显示当前的 IPVS 表（查看已配置的虚拟服务和后端服务器）

3.3.7 访问查看

curl 10.96.18.173
curl 192.168.10.12:32056
curl 192.168.10.13:32056
#访问查看

3.3.8 自定义访问页面，查看访问结果

kubectl exec -it nginx-deployment-6975c5dffc-h228n bash
kubectl exec -it nginx-deployment-6975c5dffc-mdn4g bash
kubectl exec -it nginx-deployment-6975c5dffc-mhc6m bash
#登录容器，自定义访问页面

curl 10.96.18.173
#验证访问

3.3.9 查看访问日志

kubectl logs nginx-deployment-6975c5dffc-mhc6m
#查看访问日志

3.4 更新kubectl set

• 更改现有应用资源一些信息。

kubectl set --help
#查看使用帮助

3.4.1 获取修改模板

kubectl set image --help
#查看修改模板

3.4.2 查看版本更新策略

kubectl describe deployments.apps nginx
#查看版本更新策略

--------------------------------------------------------------------------------------------------------
RollingUpdateStrategy 
#Deployment资源的一个字段，它用于定义滚动更新的策略。
#滚动更新允许你逐步替换Pod，以确保在更新过程中服务的高可用性

maxUnavailable
#这是一个可选字段，用于指定在滚动更新过程中可以有多少个Pod处于不可用状态。
#这个值可以是一个整数（表示具体的Pod数量）或者一个百分比
#例如，25%的maxUnavailable意味着在更新过程中，可以有最多25%的Pod处于不可用状态。

maxSurge 
#这也是一个可选字段，用于指定在滚动更新过程中可以有多少个额外的Pod同时运行。
#这个值也可以是一个整数或百分比。例如25%的maxSurge意味着在更新过程中，
#可以比期望的Pod数量多运行最多25%的Pod。

3.4.3 查看当前nginx版本并更新

kubectl get pod,svc -owide -n luck
#查看指定命名空间（luck）资源类型（pod，svc）的详细信息

curl -I 10.244.2.37
#查看当前nginx版本

kubectl set image deployment/nginx nginx=nginx:1.22 -n luck
#将nginx版本更新为1.22版本

3.4.4 监听pod状态

kubectl get pods -w
#监听pod状态

#处于动态监听pod状态，由于使用的是滚动更新方式，所以会先生成一个新的pod，然后删除一个旧的pod，往后以此类推
#更新规则可通过“kubetl describe deployment nginx”的“RollingUpdateStrategy”查看，默认配置为“25% max unavailable, 25% max surge”，即按照25%的比例进行滚动更新。

3.4.5 查看pod的ip变化

kubectl get pod -owide -n luck
#查看pod详细信息ip变化

#pod更新后，ip改变

3.4.6 重新查看nginx版本信息

curl -I 10.244.2.47
curl -I 10.96.131.20
curl -I 192.168.10.13:31808
#查看nginx版本信息

3.5 回滚kubectl rollout

• 对资源进行回滚管理

kubectl rollout --help
#查看使用帮助

3.5.1 查看历史版本

kubectl rollout history deployment/nginx -n luck
#查看历史版本

----------------------------------------------------------------------------------------------------------
REVISION
#显示历史中的每个版本，最多记录三次
CHANGE-CAUSE
#显示触发该版本变更的原因。显示为 <none>，表示没有明确的变更原因被记录
----------------------------------------------------------------------------------------------------------

3.5.2 执行回滚到上一个版本

kubectl rollout undo deployment/nginx -n luck
#回滚到上一个版本

kubectl get pod -owide -n luck
#查看pod的ip变化（回滚后ip再次改变）

curl -I 10.244.1.52
#查看当前nginx版本

3.5.3 执行回滚到指定版本

kubectl rollout history deployment/nginx -n luck
#查看历史版本

kubectl rollout undo deployment/nginx --to-revision=5 -n luck
#回到revision5版本

kubectl get pod -owide -n luck
#查看pod的ip变化，回滚后ip发生改变

curl -I 10.244.1.56
#查看当前nginx版本

3.5.4 检查回滚状态

kubectl rollout status deployment/nginx -n luck
#检查回滚状态

3.6 删除kubectl delete

3.6.1 删除副本控制器

kubectl get deploy
#显示副本控制器

kubectl delete deployment/nginx
#删除deploy副本控制器

kubectl get deploy
#显示副本控制器

3.6.2 删除service

kubectl get svc
#显示svc资源类型信息

kubectl delete svc/nginx-service
#删除svc

kubectl get svc
#显示svc资源类型信息

kubectl get all
#显示所有信息

4、金丝雀发布/灰度发布（Canary Release）

4.1 金丝雀发布简介

• 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，在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。

4.2 更新deployment的版本，并配置暂停deployment

4.2.1 创建pods

kubectl create deployment nginx-xx --image=nginx:1.18 --replicas=3
#创建pod资源信息

kubectl get pod
#显示pod信息

4.2.2 发布服务

kubectl expose deployment nginx-xx --port=80 --target-port=80 --name=nginx-svc --type=NodePort
#暴露端口，对外提供服务

kubectl get svc -owide
#查看svc详细信息

4.2.3 查看nginx版本

curl -I 192.168.10.12:30555
#查看nginx版本信息

4.2.4 更新nginx版本并配置暂停

kubectl set image deploy/nginx-xx nginx-xx=nginx:1.20 && kubectl rollout pause deploy/nginx-xx
#更新nginx版本为1.20版本，并暂停更新

4.2.5 观察更新状态

kubectl rollout status deploy/nginx-xx
#查看更新状态

4.2.6 监控更新的过程

• 可以看到已经新增了一个pod，但是并未按照预期的状态去删除一个旧的资源，就是因为使用了pause暂停命令

kubectl get pod
#显示pod信息

4.2.7 查看nginx版本

kubectl get svc -owide
#显示svc详细信息

curl -I 192.168.10.12:32056
#查看nginx版本

4.2.8 resume继续更新

• 测试新版本没问题继续更新

kubectl rollout resume deploy/nginx-xx
#新版本没问题之后继续更新

4.2.9 查看最后的更新情况

kubectl get pods
#显示pod信息

curl -I 192.168.10.12:32056
#查看nginx版本信息

二、声明式管理

1、声明式管理方法

• 适合于对资源的修改操作
• 声明式资源管理方法依赖于资源配置清明文件对资源进行管理
• 资源配置清单文件有两种格式：yaml（人性化，易读），json（易于api接口解析）
• 对资源的观念里，是通过实现定义在同一资源配置清单内，再通过陈述式命令应用到k8s集群里
• 语法格式：kubectl create/apply/delete -f -o yaml

2、查看资源配置清单

#以yaml格式查看 nginx-xx 的 Deployment 资源的详细信息
[root@master ~]#kubectl get deployment/nginx-xx -o yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  annotations:
    deployment.kubernetes.io/revision: "2"
  creationTimestamp: "2024-05-21T18:16:27Z"
  generation: 4
  labels:
    app: nginx-xx
  managedFields:
  - apiVersion: apps/v1
    fieldsType: FieldsV1
    fieldsV1:
      f:metadata:
        f:labels:
          .: {}
          f:app: {}
      f:spec:
        f:progressDeadlineSeconds: {}
        f:replicas: {}
        f:revisionHistoryLimit: {}
        f:selector: {}
        f:strategy:
          f:rollingUpdate:
            .: {}
            f:maxSurge: {}
            f:maxUnavailable: {}
          f:type: {}
        f:template:
          f:metadata:
            f:labels:
              .: {}
              f:app: {}
          f:spec:
            f:containers:
              k:{"name":"nginx"}:
                .: {}
                f:imagePullPolicy: {}
                f:name: {}
                f:resources: {}
                f:terminationMessagePath: {}
                f:terminationMessagePolicy: {}
            f:dnsPolicy: {}
            f:restartPolicy: {}
            f:schedulerName: {}
            f:securityContext: {}
            f:terminationGracePeriodSeconds: {}
    manager: kubectl-create
    operation: Update
    time: "2024-05-21T18:16:27Z"
  - apiVersion: apps/v1
    fieldsType: FieldsV1
    fieldsV1:
      f:spec:
        f:template:
          f:spec:
            f:containers:
              k:{"name":"nginx"}:
                f:image: {}
    manager: kubectl-set
    operation: Update
    time: "2024-05-21T18:32:26Z"
  - apiVersion: apps/v1
    fieldsType: FieldsV1
    fieldsV1:
      f:metadata:
        f:annotations:
          .: {}
          f:deployment.kubernetes.io/revision: {}
      f:status:
        f:availableReplicas: {}
        f:conditions:
          .: {}
          k:{"type":"Available"}:
            .: {}
            f:lastTransitionTime: {}
            f:lastUpdateTime: {}
            f:message: {}
            f:reason: {}
            f:status: {}
            f:type: {}
          k:{"type":"Progressing"}:
            .: {}
            f:lastTransitionTime: {}
            f:lastUpdateTime: {}
            f:message: {}
            f:reason: {}
            f:status: {}
            f:type: {}
        f:observedGeneration: {}
        f:readyReplicas: {}
        f:replicas: {}
        f:updatedReplicas: {}
    manager: kube-controller-manager
    operation: Update
    time: "2024-05-21T18:42:13Z"
  name: nginx-xx
  namespace: default
  resourceVersion: "22223"
  uid: b59db034-330c-4b1b-b032-8e47d821538a
spec:
  progressDeadlineSeconds: 600
  replicas: 3
  revisionHistoryLimit: 10
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx-xx
  strategy:
    rollingUpdate:
      maxSurge: 25%
      maxUnavailable: 25%
    type: RollingUpdate
  template:
    metadata:
      creationTimestamp: null
      labels:
        app: nginx-xx
    spec:
      containers:
      - image: nginx:1.20
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        name: nginx
        resources: {}
        terminationMessagePath: /dev/termination-log
        terminationMessagePolicy: File
      dnsPolicy: ClusterFirst
      restartPolicy: Always
      schedulerName: default-scheduler
      securityContext: {}
      terminationGracePeriodSeconds: 30
status:
  availableReplicas: 3
  conditions:
  - lastTransitionTime: "2024-05-21T18:16:29Z"
    lastUpdateTime: "2024-05-21T18:16:29Z"
    message: Deployment has minimum availability.
    reason: MinimumReplicasAvailable
    status: "True"
    type: Available
  - lastTransitionTime: "2024-05-21T18:41:29Z"
    lastUpdateTime: "2024-05-21T18:42:13Z"
    message: ReplicaSet "nginx-xx-857b968668" has successfully progressed.
    reason: NewReplicaSetAvailable
    status: "True"
    type: Progressing
  observedGeneration: 4
  readyReplicas: 3
  replicas: 3
  updatedReplicas: 3

#以yaml格式查看 nginx-svc 的 service 资源的详细信息
[root@master ~]#kubectl get service/nginx-svc -o yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  creationTimestamp: "2024-05-21T18:17:54Z"
  labels:
    app: nginx-xx
  managedFields:
  - apiVersion: v1
    fieldsType: FieldsV1
    fieldsV1:
      f:metadata:
        f:labels:
          .: {}
          f:app: {}
      f:spec:
        f:externalTrafficPolicy: {}
        f:ports:
          .: {}
          k:{"port":80,"protocol":"TCP"}:
            .: {}
            f:port: {}
            f:protocol: {}
            f:targetPort: {}
        f:selector:
          .: {}
          f:app: {}
        f:sessionAffinity: {}
        f:type: {}
    manager: kubectl-expose
    operation: Update
    time: "2024-05-21T18:17:54Z"
  name: nginx-svc
  namespace: default
  resourceVersion: "20089"
  uid: ff2ed757-d49d-4436-b2b9-8666d70935e5
spec:
  clusterIP: 10.96.137.140
  clusterIPs:
  - 10.96.137.140
  externalTrafficPolicy: Cluster
  ports:
  - nodePort: 32056
    port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 80
  selector:
    app: nginx-xx
  sessionAffinity: None
  type: NodePort
status:
  loadBalancer: {}

3、解释资源配置清单

kubectl explain deployment.metadata
#解释资源配置清单

kubectl explain service.metadata
#解释资源配置清单

4、修改资源配置清单并应用

4.1 离线修改

• 修改yaml文件：并用kubectl apply -f xxxx.yaml文件使之生效
• 注意：当apply不生效时，先使用delete清除资源，再apply创建资源

kubectl get service nginx-svc -o yaml > nginx-svc.yaml
#将查询的yaml结果输出到nginx-svc.yaml文件中

vim nginx-svc.yaml
#编辑修改yaml文件

kubectl delete -f nginx-svc.yaml
#删除资源

kubectl apply -f nginx-svc.yaml
#新建资源

kubectl get svc
#查看service资源

4.2 在线修改

• 直接使用kubectl edit service nginx-service在线编辑配置资源清单并保存退出即时生效（如port: 888）

• 此修改方式不会对yaml文件内容修改

kubectl edit service nginx-service
#修改配置资源清单

kubectl get svc
#查看service资源

5、删除资源配置清单

5.1 陈述式删除

kubectl delete service/nginx
#陈述式删除

kubectl get svc
#查看service资源

5.2 声明式删除

kubectl delete -f nginx-svc.yaml
#声明式删除

kubectl get svc
#查看service资源