手把手带你玩转k8s-常用对象详解

2024-01-08 21:50:04

前言

经过前面几篇文章的实战案例，相信我们对k8s是如何部署应用也有了一定的了解。虽然部署的模板并不一定是最优的，但是基本上能解决大多数应用的部署问题。本文会着重讲解一下前几篇文章用到的Kubernetes 对象。

常用对象详解

当创建 Kubernetes 对象时，必须提供对象的规约，用来描述该对象的期望状态，以及关于对象的一些基本信息（例如名称）。当使用 Kubernetes API 创建对象时（或者直接创建，或者基于kubectl），API 请求必须在请求体中包含 JSON 格式的信息。 大多数情况下，需要在 .yaml 文件中为 kubectl 提供这些信息。 kubectl 在发起 API 请求时，将这些信息转换成 JSON 格式。

必需字段

在想要创建的 Kubernetes 对象对应的 .yaml 文件中，需要配置如下的字段：

apiVersion - 创建该对象所使用的 Kubernetes API 的版本
kind - 想要创建的对象的类型
- ConfigMap
- PersistentVolume
- PersistentVolumeClaim
- Deployment
- Service
- Ingress
- StorageClass（存储类，本文新增）
metadata - 帮助识别对象唯一性的数据，包括一个 name 字符串、UID 和可选的 namespace

ConfigMap

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: nginx-cm
  namespace: mldong-test
data:
  a.conf: |-
    server {
      listen       80;
      server_name  a.mldong.com;
      location / {
        root   /usr/share/nginx/html/a;
        index  index.html index.htm;
      }
      error_page   500 502 503 504  /50x.html;
      location = /50x.html {
        root   /usr/share/nginx/html;
      }
    }
  b.conf: |-
    server {
      listen       80;
      server_name  b.mldong.com;
      location / {
        root   /usr/share/nginx/html/b;
        index  index.html index.htm;
      }
      error_page   500 502 503 504  /50x.html;
      location = /50x.html {
        root   /usr/share/nginx/html;
      }
    }

在该例中：

将在命名空间mldong-test，由.metadata.namespace字段指示。
创建名为 nginx-cm 的 ConfigMap ，由 .metadata.name字段指示。
创建了两个配置文件a.conf和b.conf，由.data字段指示,key-value的方式，key对应的是文件名，value对应的是文件内容
定义好的ConfigMap可由Deployment的.template.spec.volumes[].name指定

PersistentVolume

PersistentVolume（PV）用于为用户和管理员提供如何提供和消费存储的API，PV由管理员在集群中提供的存储。它就像Node一样是集群中的一种资源。PersistentVolume 也是和存储卷一样的一种插件，但其有着自己独立的生命周期。PersistentVolumeClaim (PVC)是用户对存储的请求，类似于Pod消费Node资源，PVC消费PV资源。Pod能够请求特定的资源(CPU和内存)，声明请求特定的存储大小和访问模式。PV是一个系统的资源，因此没有所属的命名空间。

生命周期

供应(Provisioning)：即PV的创建，可以直接创建PV（静态方式），也可以使用StorageClass动态创建
绑定（Binding）：将PV分配给PVC
使用（Using）：Pod通过PVC使用该Volume
释放（Releasing）：Pod释放Volume并删除PVC
回收（Reclaiming）：回收PV，可以保留PV以便下次使用，也可以直接从云存储中删除

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: nginx-pv
  labels:
    alicloud-pvname: nginx-pv
spec:
  capacity:
    storage: 5Gi
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  csi:
    driver: nasplugin.csi.alibabacloud.com
    volumeHandle: nginx-pv
    volumeAttributes:
      server: "9fdd94bf87-wfq66.cn-zhangjiakou.nas.aliyuncs.com"
      path: "/"
      vers: "3"
  storageClassName: nas

在该例中：

创建名为 nginx-pv 的 PersistentVolume ，由 .metadata.name字段指示。
创建一个大小为5G的卷，由.spec.capacity.storage字段指示。
该卷可进行读写，由``.spec.accessModes`字段指示
- ReadWriteOnce：可以被一个node读写。缩写为RWO。
- ReadOnlyMany：可以被多个node读取。缩写为ROX。
- ReadWriteMany：可以摆多个node读写。缩写为RWX。
使用的存储类为nas，csi插件由阿里提供，可参考阿里官方文档。

PersistentVolumeClaim

先略吧–后续存储卷开个单章来讲。

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  annotations:
    pv.kubernetes.io/bind-completed: 'yes'
    pv.kubernetes.io/bound-by-controller: 'yes'
  finalizers:
    - kubernetes.io/pvc-protection
  name: nginx-pvc
  namespace: mldong-test
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage: 1Gi
  selector:
    matchLabels:
      alicloud-pvname: nginx-pv
  storageClassName: nas
  volumeMode: Filesystem
  volumeName: nginx-pv

Deployment

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx
  namespace: mldong-test
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
        - name: nginx
          image: registry-vpc.cn-zhangjiakou.aliyuncs.com/mldong/java/nginx:latest
          imagePullPolicy: IfNotPresent
          ports:
            - containerPort: 80
              name: port
              protocol: TCP
          volumeMounts:
            - name: nginx-pvc
              mountPath: "/usr/share/nginx/html"
            - name: nginx-cm
              mountPath: "/etc/nginx/conf.d"
      volumes:
        - name: nginx-pvc
          persistentVolumeClaim: 
            claimName: nginx-pvc
        - name: nginx-cm
          configMap:
            name: nginx-cm

在该例中：

将在命名空间mldong-test，由.metadata.namespace字段指示。
创建名为 nginx 的 Deployment ，由 .metadata.name字段指示。
Deployment 创建3个复制的 Pods，由 replicas 字段指示。
selector 字段定义 Deployment 如何查找要管理的 Pods。在这种情况下，只需选择在 Pod 模板（app: nginx）中定义的标签。但是，更复杂的选择规则是可能的，只要 Pod 模板本身满足规则。
template 字段包含以下子字段：
Pod 标记为app: nginx，使用labels字段。
Pod 模板规范或 .template.spec 字段指示 Pods 运行一个容器， nginx，运行 nginx 私有镜像仓库版本latest的镜像。
创建一个容器并使用name字段将其命名为 nginx。
镜像拉取策略为IfNotPresent，由字段.template.spec.containers.imagePullPolicy指示
- IfNotPresent：如果不存在则拉取
- Always：总是拉取pull
- Never：只使用本地镜像，从不摘取
创建容器对外暴露的端口为80，由字段``.template.spec.containers.ports[].containerPort`指示
创建容器挂载了两个目录/usr/share/nginx/html和/etc/nginx/conf.d，由.template.spec.containers.volumeMounts[]指示，其中name对应的是.template.spec.volumes中的name，而volumes的定义会有多种方式，如configMap、persistentVolumeClaim等。

当前，除了上述定义，可能还会用到其他的，比如

环境变量.template.spec.containers.env
启动命令.template.spec.containers.command
服务存活监测.template.spec.containers.livenessProbe
资源定义限制.template.spec.containers.resources
等等

Service

服务访问方式

ClusterIP方式

用于为集群内Pod访问时,提供的固定访问地址,默认是自动分配地址,可使用ClusterIP关键字指定固定IP.

将在命名空间mldong-test，由.metadata.namespace字段指示。
创建名为nginx的Service，由.metadata.name字段指示
类型为ClusterIP的服务，由.spec.type字段指示
对应着容器的端口为80，由.spec.ports[].targetPort字段指示
指定标签选择器选择的标签范围为app:nginx，由.spec.selector指示，对应的Deployment.template.metadata.labels
使用该方式指定的服务，可以用过http://nodeIP:nodePort的方式访问
其中
- 可通过命令获取nodeport kubectl get svc -n mldong-test

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx
  namespace: mldong-test
spec:
  type: ClusterIP
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 80
  selector:
    app: nginx

NodePort方式

用于为集群外部访问Service后面Pod提供访问接入端口

这种类型的service工作流程为:
　　　　　　Client----->NodeIP:NodePort----->ClusterIP:ServicePort----->PodIP:ContainerPort

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-nodeport
  namespace: mldong-test
spec:
  type: NodePort
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 80
    # nodePort: 32180 # 这里不指定就会随机(30000-32767)
  selector:
    app: nginx

在该例中：

将在命名空间mldong-test，由.metadata.namespace字段指示。
创建名为nginx-nodeport的Service，由.metadata.name字段指示
类型为NodePort的服务，由.spec.type字段指示
对应着容器的端口为80，由.spec.ports[].targetPort字段指示
指定标签选择器选择的标签范围为app:nginx，由.spec.selector指示，对应的Deployment.template.metadata.labels
使用该方式指定的服务，可以用过http://nodeIP:nodePort的方式访问
其中
- 可通过命令获取节点ip kubectl get nodes
- 可通过命令获取nodeport kubectl get svc -n mldong-test

Ingress

Ingress 是对集群中服务的外部访问进行管理的 API 对象，典型的访问方式是 HTTP。

Ingress 可以提供负载均衡、SSL 终结和基于名称的虚拟托管

 internet
        |
   [ Ingress ]
   --|-----|--
   [ Services ]

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  annotations:
  name: nginx-ingress
  namespace: mldong-test
spec:
  rules:
    - host: a.mldong.com
      http:
        paths:
          - backend:
              serviceName: nginx
              servicePort: 80
            path: /
    - host: b.mldong.com
      http:
        paths:
          - backend:
              serviceName: nginx
              servicePort: 80
            path: /

在该例中：

将在命名空间mldong-test，由.metadata.namespace字段指示。
创建名为nginx-ingress的Ingress，由.metadata.name字段指示

每个 HTTP 规则都包含以下信息：

可选主机。在此示例中，未指定主机，因此该规则适用于通过指定 IP 地址的所有入站 HTTP 通信。如果提供了主机（例如 a.mldong.com和b.mldong.com），则规则适用于该主机。
路径列表（例如，/）,每个路径都有一个由 serviceName 和 servicePort 定义的关联后端。在负载均衡器将流量定向到引用的服务之前，主机和路径都必须匹配传入请求的内容。
- serviceName对应的.Service.metadata.name
- servicePort对应的.Service.spec.ports[].port

查看命令

kubectl get ingress -n mldong-test

结果中的ADDRESS即为域名解析的IP（阿里云这个值是空的，其为负载均衡器绑定的ip），如果在内网内，可以通过配置/etc/hosts，添加如下记录

IP a.mldong.com
IP b.mldong.com

即可通过如下方式访问服务

curl a.mldong.com
curl b.mldong.com

小结

唉，纯写文，我果然不是很擅长，后面再慢慢练吧。

码农公寓

前言

常用对象详解

ConfigMap

PersistentVolume

PersistentVolumeClaim

Deployment

Service

ClusterIP方式

NodePort方式

Ingress

小结

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