Kubernetes概述

Kubernetes是Google开源的一个容器编排引擎，它支持自动化部署、大规模可伸缩、应用容器化管理。在生产环境中部署一个应用程序时，通常要部署该应用的多个实例以便对应用请求进行负载均衡。

在Kubernetes中，我们可以创建多个容器，每个容器里面运行一个应用实例，然后通过内置的负载均衡策略，实现对这一组应用实例的管理、发现、访问，而这些细节都不需要运维人员去进行复杂的手工配置和处理。

Kubernetes 特点

可移植: 支持公有云，私有云，混合云，多重云（multi-cloud）

可扩展: 模块化，插件化，可挂载，可组合

自动化: 自动部署，自动重启，自动复制，自动伸缩/扩展

一，两种创建资源的方法

1. 基于命令的方式：

1. 简单直观快捷，上手快。
2. 适合临时测试或实验。

2. 基于配置清单的方式：

1. 配置文件描述了 What，即应用最终要达到的状态。
2. 配置文件提供了创建资源的模板，能够重复部署。
3. 可以像管理代码一样管理部署。
4. 适合正式的、跨环境的、规模化部署。
5. 这种方式要求熟悉配置文件的语法，有一定难度。

环境介绍

二. 配置清单（yam，yaml）

在k8s中，一般使用yaml格式的文件来创建符合我们预期期望的pod，这样的yaml文件我们一般称为资源清单

/etc/kubernetes/manifests/    k8s存放（yam、yaml）文件的地方

**kubectl explain deployment（通过explain参数加上资源类别就能看到该资源应该怎么定义）

kubectl explain deployment.metadata 通过资源类别加上带有Object标记的字段，我们就可以看到一级字段下二级字段的内容有那些怎么去定义等

kubectl explain deployment.metadata.ownerReferences 通过加上不同级别的字段名称来看下字段下的内容，而且前面的[]号代表对象列表

1.常见yaml文件写法，以及字段的作用

(1) apiVersion：api版本信息

（用来定义当前属于哪个组和那个版本，这个直接关系到最终提供使用的是那个版本）

[root@master manifests]# kubectl api-versions
//查看到当前所有api的版本

(2) kind: 资源对象的类别

(用来定义创建的对象是属于什么类别，是pod，service，还是deployment等对象，可以按照其固定的语法格式来自定义。)
(3) metadata: 元数据 名称字段（必写）

提供以下几个字段：
　　creationTimestamp: "2019-06-24T12:18:48Z"
　　generateName: myweb-5b59c8b9d-
　　labels: （对象标签）
　　　　pod-template-hash: 5b59c8b9d
　　　　run: myweb
　　name: myweb-5b59c8b9d-gwzz5 （pods对象的名称，同一个类别当中的pod对象名称是唯一的，不能重复）
　　namespace: default （对象所属的名称空间，同一名称空间内可以重复，这个名称空间也是k8s级别的名称空间，不和容器的名称空间混淆）
　　ownerReferences:

• apiVersion: apps/v1
  blockOwnerDeletion: true
  　　　　controller: true
  　　　　kind: ReplicaSet
  　　　　name: myweb-5b59c8b9d
  　　　　uid: 37f38f64-967a-11e9-8b4b-000c291028e5
  　　resourceVersion: "943"
  　　selfLink: /api/v1/namespaces/default/pods/myweb-5b59c8b9d-gwzz5
  　　uid: 37f653a6-967a-11e9-8b4b-000c291028e5
  　　annotations（资源注解，这个需要提前定义，默认是没有的）
  通过这些标识定义了每个资源引用的path：即/api/group/version/namespaces/名称空间/资源类别/对象名称

(4) spec： 用户期望的状态

（这个字段最重要，因为spec是用来定义目标状态的‘disired state’，而且资源不通导致spec所嵌套的字段也各不相同，也就因为spec重要且字段不相同，k8s在内部自建了一个spec的说明用于查询）

(5) status：资源现在处于什么样的状态

（当前状态，’current state‘，这个字段有k8s集群来生成和维护，不能自定义，属于一个只读字段）

2.编写一个yaml文件

[root@master ~]# vim web.yaml
kind: Deployment  #资源对象是控制器
apiVersion: extensions/v1beta1   #api的版本
metadata:      #描述kind（资源类型）
  name: web   #定义控制器名称
spec:
  replicas: 2   #副本数量
  template:     #模板
    metadata:    
      labels:   #标签
        app: web_server
    spec:
      containers:   #指定容器
      - name: nginx  #容器名称
        image: nginx   #使用的镜像

执行一下

[root@master ~]# kubectl apply -f web.yaml 

查看一下

[root@master ~]# kubectl get deployments.  -o wide
//查看控制器信息

[root@master ~]# kubectl get pod -o wide
//查看pod节点信息

3.编写一个service.yaml文件

[root@master ~]# vim web-svc.yaml
kind: Service  #资源对象是副本
apiVersion: v1   #api的版本
metadata:
  name: web-svc
spec:
  selector:     #标签选择器
    app: web-server  #须和web.yaml的标签一致
  ports:              #端口
  - protocol: TCP
    port: 80            #宿主机的端口
    targetPort: 80      #容器的端口

使用相同标签和标签选择器内容，使两个资源对象相互关联。

创建的service资源对象，默认的type为ClusterIP，意味着集群内任意节点都可访问。它的作用是为后端真正服务的pod提供一个统一的接口。如果想要外网能够访问服务，应该把type改为NodePort

（1）执行一下

[root@master ~]# kubectl apply -f web-svc.yaml 

（2）查看一下

[root@master ~]# kubectl get svc
//查看控制器信息

（3）访问一下

[root@master ~]# curl 10.111.193.168

4.外网能够访问服务

（1）修改web-svc.yaml文件

kind: Service  #资源对象是副本
apiVersion: v1   #api的版本
metadata:
  name: web-svc
spec:
  type: NodePort    #添加 更改网络类型
  selector:     #标签选择器
    app: web_server  #须和web.yaml的标签一致
  ports:              #端口
  - protocol: TCP
    port: 80            #宿主机的端口
    targetPort: 80      #容器的端口
    nodePort: 30086     #指定群集映射端口，范围是30000-32767

（2）刷新一下

[root@master ~]#  kubectl apply -f web-svc.yaml 

（3）查看一下

[root@master ~]# kubectl get svc

（4）浏览器测试

三、小实验

基于上一篇博客实验继续进行

1.使用yaml文件的方式创建一个Deployment资源对象，要求镜像使用个人私有镜像v1版本。replicas为3个。

编写yaml文件

[root@master ~]# vim www.yaml
kind: Deployment
apiVersion: extensions/v1beta1
metadata:
  name: xgp
spec:
  replicas: 3
  template:
    metadata:
      labels:
        app: www_server
    spec:
      containers:
      - name: web
        image: 192.168.1.21:5000/web:v1   

（1）执行一下

[root@master ~]# kubectl apply -f web-svc.yaml 

（2）查看一下

[root@master ~]# kubectl get deployments. -o wide
//查看控制器信息

[root@master ~]# kubectl get pod -o wide
//查看pod节点信息

（3）访问一下

2.  使用yaml文件的方式创建一个Service资源对象，要与上述Deployment资源对象关联，type类型为： NodePort，端口为:30123.

编写service文件

[root@master ~]# vim www-svc.yaml
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  name: www-svc
spec:
  type: NodePort
  selector:
    app: www_server
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 80
    nodePort: 30123

执行一下

[root@master ~]# kubectl apply -f www-svc.yaml 

查看一下

[root@master ~]# kubectl get svc

访问一下

四. 总结

1. Pod的作用

在k8s中pod是最小的管理单位，在一个pod中通常会包含一个或多个容器。大多数情况下，一个Pod内只有一个Container容器。
在每一个Pod中都有一个特殊的Pause容器和一个或多个业务容器，Pause来源于pause-amd64镜像,Pause容器在Pod中具有非常重要的作用：

• Pause容器作为Pod容器的根容器，其本地于业务容器无关，它的状态代表了整个pod的状态。
• Pod里的多个业务容器共享Pause容器的IP，每个Pod被分配一个独立的IP地址，Pod中的每个容器共享网络命名空间，包括IP地址和网络端口。Pod内的容器可以使用localhost相互通信。k8s支持底层网络集群内任意两个Pod之间进行通信。
• Pod中的所有容器都可以访问共享volumes，允许这些容器共享数据。volumes还用于Pod中的数据持久化，以防其中一个容器需要重新启动而丢失数据。

2. Service的作用

Service 是后端真实服务的抽象，一个 Service 可以代表多个相同的后端服务

Service 为 POD 控制器控制的 POD 集群提供一个固定的访问端点，Service 的工作还依赖于 K8s 中的一个附件，就是 CoreDNS ，它将 Service 地址提供一个域名解析。

NodePort 类型的 service

clusterIP：指定 Service 处于 service 网络的哪个 IP，默认为动态分配

NodePort 是在 ClusterIP 类型上增加了一个暴露在了 node 的网络命名空间上的一个 nodePort，所以用户可以从集群外部访问到集群了，因而用户的请求流程是：Client -> NodeIP:NodePort -> ClusterIP:ServicePort -> PodIP:ContainerPort。

可以理解为 NodePort 增强了 ClusterIP 的功能，让客户端可以在每个集群外部访问任意一个 nodeip 从而访问到 clusterIP，再由 clusterIP 进行负载均衡至 POD。

3.流量走向

我们在创建完成一个服务之后，用户首先应该访问的是nginx反向代理的ip，然后通过nginx访问到后端的k8s服务器（master节点）的“NodePort暴露IP 及 映射的端口“，通过”master节点“的“ip+映射端口”访问到后端k8s节点的信息。