kubernetes(八) kubernetes的使用

kubernetes的使用

kubectl命令行管理工具

参考命令:

kubernetes(八) kubernetes的使用

kubectl常用的命令行管理命令

  • 部署应用
kubectl create deployment web --image=nginx:1.14
kubectl get deploy,pods
  • 暴露应用
kubectl expose deployment web --port=80 --type=NodePort --targer-port=80 --name=web
kubectl get service
  • 应用升级
kubectl set image deployment/web nginx=nginx:1.16
kubectl rollout status deployment/web 
  • 应用回滚
kubectl rollout undo deployment/web    #回滚到上一个版本
kubectl rollout history deploy/web     #查看版本(版本号递增,最新的也就是版本号最大的)
kubectl rollout undo deploy/web --to-revision=1  #指定版本回滚
  • 扩缩容
kubectl scale deployment web --replicas=4   #扩容至4个pod
kubectl scale deployment web --replicas=1   #缩容至1个pod

资源编排

kubeadm init工作:

1、[preflight] 检查环境是否满足条件
2、[kubelet-start] 启动kubelet
3、[certs] /etc/kubernetes/pki 生成apiserver和etcd两套证书
4、[kubeconfig] 连接apiserver的配置文件
5、[control-plane] 静态Pod /etc/kubernetes/manifests
6、[etcd] 静态pod启动etcd
7、[upload-config] 将kubeadm配置存放到kube-system configmap
8、[kubelet] 将kkubelet配置存放到kube-system configmap
9、[mark-control-plane] node-role.kubernetes.io/master=‘‘ 说明master节点不调度pod
10、[bootstrap-token] 为kubelet自动颁发证书机制
11、安装插件 CoreDNS kube-proxy

k8s组成回顾

  • master
    • apiserver: 为api对象验证并配置数据,包括pods,services,APIserver提供Restful操作和到集群共享状态的前端,所有其它组件通过apiserver进行交互
    • kube-scheduler: 具有丰富的资源策略,能够感知拓扑变化,支持特定负载的功能组件,它对集群的可用性,性能表现以及容量都影响巨大,scheduler需要考虑独立的和集体的资源需求,服务质量需求,硬件、软件,策略限制,亲和与反亲和规范,数据位置吗内部负载接口,截止时间等等,如有特定的负载需求可以通过apiserver暴露出来
    • kube-controllermanager:作为集群内部的控制中心,负责集群内部的Node,Pod副本,服务端点,命名空间,服务账号,资源配额的管理,当某个Node意外宕机时,controller-manager会及时发现并执行自动修复,确保集群始终处于预期的工作状态
  • Node
    • kube-proxy: 维护node节点上的网络规则,实现用户访问请求的转发,其实就是转发给service,需要管理员指定service和NodePort的对应关系
    • kubelet: kubelet 是运行在每个节点上的主要的“节点代理”,它按照 PodSpec 中的描述工作。 PodSpec 是用来描述一个 pod 的 YAML 或者 JSON 对象。kubelet 通过各种机制(主要通过 apiserver )获取一组 PodSpec 并保证在这些 PodSpec 中描述的容器健康运行。kubelet 不管理不是由 Kubernetes 创建的容器。
  • Etcd: 存储所有集群数据

yaml文件格式说明

  • 声明式API: 资源清单
  • 定义资源控制器,以便维护资源创建的对象
  • 资源比较多,文档查找方法
# dry-run获取
kubectl create deployment nginx --image=nginx:1.14 -o yaml --dry-run=client > my-deploy.yml
# 命令行导出
kubectl get deploy/web  -o yaml --export > my-deploy.yml
# 忘记字段
kubectl explain pod.spec

深入理解POD资源对象

kubectl的命令可分为三类

  • 陈述式命令: 用到的run,expose,delete和get等命令,他们直接操作于k8s系统上的活动对象,简单易用;但不支持代码服用,修改以及日志审计等功能,这些功能的实现要通过依赖于资源配置文件中,这些文件称为资源清单
  • 陈述式对象配置
  • 声明式对象配置: apply完成增和改的操作 [推荐使用]

POD基本概念

  • k8s最小部署单元
  • pod是名称空间级别的资源(namespace)
  • 可以是一组容器的组合
  • 一个POD中的容器共享网络名称空间
  • Pod是短暂的

创建pod的方式

  • 直接命令行创建
  • 使用pod控制器创建,例如(deployment,daemonset,statefulset)
  • service也能创建

pod存在的意义

  • pod为亲密性应用而存在
  • 亲密性应用场景
    • 两个应用之间发生文件交互
    • 应用之间需要通过127.0.0.1或者socket通信
    • 两个应用之间需要发生频繁的调用

pod实现机制与设计模式

  • 共享网络
  • 共享存储

kubernetes(八) kubernetes的使用

$ vim demo1.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: my-pod
  namespace: prod
spec:
  containers:
  - name: write
    image: centos:7
    command: ["bash","-c","for i in {1..100};do echo $i >> /data/hello;sleep 1;done"]
    volumeMounts:
    - name: data
      mountPath: /data
  - name: read
    image: centos:7
    command: ["bash","-c","tail -f /data/hello"]
    volumeMounts:
    - name: data
      mountPath: /data
  volumes:
  - name: data
    emptyDir: {}

$ kubectl create ns prod
$ kubectl apply -f demo1.yml 
$ kubectl get pod -n prod
$ kubectl exec -it my-pod -n prod bash

镜像拉取策略

  • imagePullPolicy
    • ifNotPresent
    • Always
    • Never
$ vim demo2.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: foo
  namespace: prod
spec:
  containers:
  - name: foo
    image: janedoe/awesomeapp:v1
    imagePullPolicy: IfNotPresent

$ kubectl apply -f demo2.yml
$ kubectl describe pod foo -n prod
$ kubectl get pod foo -n prod

资源限制

官方文档:https://kubernetes.io/docs/concepts/configuration/manage-compute-resources-container/

Pod和Container的资源请求和限制:
? spec.containers[].resources.limits.cpu
? spec.containers[].resources.limits.memory
? spec.containers[].resources.requests.cpu
? spec.containers[].resources.requests.memory

  • 资源限制类型
    • limits: 最大值
    • requests: 最小值
$ vim demo3.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: frontend
spec:
  containers:
  - name: db
    image: mysql
    env:
    - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
      value: "password"
    resources:
      requests:
        memory: "64Mi"
        cpu: "250m"
      limits:
        memory: "128Mi"
        cpu: "500m"
  - name: wp
    image: wordpress
    resources:
      requests:
        memory: "64Mi"
        cpu: "250m"
      limits:
        memory: "128Mi"
        cpu: "500m"

$ kubectl apply -f demo3.yml

重启策略

  • restartPolicy:
    • Always: 默认策略,当容器退出后总是重启容器
    • OnFailure
    • Never
kubectl explain pod.spec.restartPolicy
$ vim demo4.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: demo
  namespace: prod
spec:
  containers:
  - name: demo1
    image: janedoe/awesomeapp:v1
  restartPolicy: Always
$ kubectl get pod -n prod -w   #查看重启状态

健康检查(probe)

  • 有两种健康检查方式
    • livenessProbe: 存活检测
    • readinessProbe: 就绪检测
  • probe支持以下三种检查方法
    • httpGet
    • exec
    • tcpSocket
$ vim pod_healthy.yml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    test: liveness
  name: healthy-check
  namespace: prod
spec:
  containers:
  - name: liveness
    image: busybox
    args:
    - /bin/sh
    - -c
    - touch /tmp/healthy;sleep 30;rm -fr /tmp/healthy;sleep 60
    livenessProbe:
      exec:
        command:
        - cat
        - /tmp/healthy
      initialDelaySeconds: 5
      periodSeconds: 5

资源调度

  • pod创建流程

kubernetes(八) kubernetes的使用

没有涉及到控制器,所以就没有涉及到kube-controller-manager

调度策略-影响Pod调度的重要属性

schedulerName: default-secheduler
nodeName: "k8s-node1"
nodeSelector: {}
affinity: {}
tolerations: {}

$ vim pod_sheduler.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: web
  namespace: prod
spec:
  containers:
  - name: java-demo
    image: lizhenliang/java-demo
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    livenessProbe:
      initialDelaySeconds: 30
      periodSeconds: 20
      tcpSocket:
        port: 8080
    resources: {}
  restartPolicy: Always
  schedulerName: default-secheduler 
  nodeName: "k8s-node1"
  nodeSelector: {}
  affinity: {}
  tolerations: {}

$ kubectl apply -f pod_sheduler.yml
$ kubectl get pod -n prod -o wide   #可以发现pod被调度到k8s-node1

资源限制对Pod调度的影响

  • 根据request的值查找有足够资源的node来调度此pod
$ vim pod_schedule_resource.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mysql
  namespace: prod
spec:
  containers:
  - name: mysql
    image: mysql
    env:
    - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
      value: "123456"
    resources:
      requests:
        cpu: "250m"
        memory: "64Mi"
      limits:
        cpu: "500m"
        memory: "128Mi"
$ kubectl apply -f pod_schedule_resource.yml

nodeSelector & nodeAffinity

  • nodeSelector:用于将Pod调度到指定Label的Node上
# 给节点打标签
$ kubectl label nodes k8s-node2 disktype=ssd
# 让pod调度到ssd节点
$  vim pod_ssd.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-example
  namespace: prod
spec:
  nodeSelector:
    disktype: ssd
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx:1.14-alpine

$ kubectl apply -f pod_ssd.yml    
$ kubectl get pod -n prod -o wide   #pod被调度到k8s-node2
  • nodeAffinity:节点亲和类似于nodeSelector,可以根据节点上的标签来约束Pod可以调度到哪些节点。

    • 相比nodeSelector:
    • 匹配有更多的逻辑组合,不只是字符串的完全相等
    • 调度分为软策略和硬策略,而不是硬性要求
      • 硬(required):必须满足
      • 软(preferred):尝试满足,但不保证
    • 操作符:In、NotIn、Exists、DoesNotExist、Gt、Lt
    $ vim pod_affinity.yml
    apiVersion: v1
    kind: Pod
    metadata:
    name: node-affinity
    namespace: prod
    spec:
    affinity:
      nodeAffinity:
        requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
          nodeSelectorTerms:
          - matchExpressions:
            - key: gpu
              operator: In
              values:
              - nvida-telsla
        preferredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
        - weight: 1
          preference:
            matchExpressions:
            - key: group
              operator: In
              values:
              - ai
    
    containers:
    - name: web
      image: nginx:1.14-alpine
    
    $ kubectl apply -f pod_affinity.yml
    

    taint(污点)

    Taints:避免Pod调度到特定Node上

    • 应用场景:
    • 专用节点
    • 配备了特殊硬件的节点
    • 基于Taint的驱逐
# 节点污点的设置
$ kubectl taint node k8s-master item-names=aard:NoSchedule

kubectl taint node [node] key=value:effect

其中effect可取值:

? NoSchedule :一定不能被调度。

? PreferNoSchedule:尽量不要调度。

? NoExecute:不仅不会调度,还会驱逐Node上已有的Pod。

# 查看node污点
$ kubectl describe node k8s-master
#去掉污点
$kubectl taint node k8s-master item-name:NoSchedule-
污点容忍
# 首先选一个节点设置污点
$ kubectl taint node k8s-node2 DiskType=nossd:NoSchedule
$ vim pod_tolerate.yml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: tolerate
  namespace: prod
spec:
  containers:
  - name: pod-taint
    image: busybox:latest
  tolerations:
  - key: "DiskType"
    operator: "Equal"
    value: "nossd"
    effect: "NoSchedule"
  schedulerName: default-secheduler
  nodeName: "k8s-node2"
$ kubectl apply -f pod_tolerate.yml   
$ kubectl get pod -n prod -o wide   #发现会被调度到k8s-node2

故障排查

kubectl describe TYPE/NAME
kubectl logs TYPE/NAME [-c CONTAINER]
kubectl exec POD [-c CONTAINER] -- COMMAND [args...]

kubernetes(八) kubernetes的使用

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