Kubernetes (K8s) is an open-source system for automating deployment, scaling, and management of containerized applications.

k8s是一个开源的云操作系统，能够用来自动化部署，扩缩容和管理我们的容器应用，简单来说，就是提供了容器编排和管理功能的系统

架构图

Master：

ApiServer：提供了资源操作的唯一入口，并提供认证、授权、访问控制、API注册和发现等机制；
Scheduler：负责资源的调度，按照预定的调度策略将Pod调度到相应的机器上；
Controller-Manager：负责维护集群的状态，比如故障检测、自动扩展、滚动更新等；
ETCD：保存了整个集群的所有信息；

node：

Kubelet ：负责维护容器的生命周期，同时也负责Volume（CVI）和网络（CNI）的管理；
docker：负责镜像管理以及Pod和容器的真正运行（CRI）；
kubeproxy：负责为Service提供cluster内部的服务发现和负载均衡；

核心附件：

CoreDNS：负责为整个集群提供DNS服务
Dashboard：提供一个简单的GUI界面来查看集群信息和操作集群
Ingress：为服务提供外网入口，提供域名访问服务功能
Flannel：为集群之间提供网络连接服务，分配pod和serviceIP功能

基本概念

容器：一种轻量级、可移植、自包含的软件打包技术
Master：为用户可和服暴露API，以最优方式调度工作负载，编排其他组件
Pod: k8s最小调度单位，封装了一个或者多个容器的资源对象，Pod内所有容器共享命名空间和存储资源，类比豌豆荚
资源标签：一个键值型（key/value）数据，辨别pod的属性，或者帮助Scheduler来进行调度
标签选择器： Lable Selector，根据标签过滤符合条件的资源对象
namespace：资源对象的隔离，Service、Deployment、Pod
Volume：存储卷，独立于容器文件系统的存储空间，为容器提供持久存储能力
Pod控制器：用户不会直接部署管理pod，借助另一个抽象的工具【控制器(control) 】进行管理，保证副本数量达到预期

以下是Control的类型和功能列表

类型	功能	备注
ReplicationController	保证Pod的副本数达到预期	几乎废弃
ReplicaSet	新一代RC，支持基于集合的标签选择器	新一代控制器
Deployment	是最常用的管理无状态的pod，构建于RS之上	支持基于集合（ set-based ）的标签选择器，以及它的滚动更新（ Rolling-Update ）机制,区别于RS的地方
StatefulSet	有状态的持久化应用，如database，为每个Pod创建独特标识，确保Pod间顺序性
DaemonSet	用于确保每个节点都运行某Pod的一个副本，新增节点也会被添加此类Pod,用于运行集群存储守护进程，如ceph和glusterd,日志收集进程fluentd、logstash以及监控进程，prometheus的Node Exporter等
Job	运行完成后可终止的应用，如批处理作业任务

命名空间

作用：资源配额的隔离：CPU、Memory

kubectl get namespace
NAME              STATUS   AGE
default           Active   28d
kube-public       Active   28d
kube-system       Active   28d

创建一个命名空间

$ cat namesapce-dev.yaml 
apiVersion: v1 
kind: Namespace 
metadata:  
  name: dev 

$ kubectl create -f namesapce-dev.yaml

简单命令创建

1
2
3

kubectl create ns dev

kubectl get all -n kube-system    #查看一个命名空间下所有的内容

注意：不同命名空间下SvcIP、PodIP是可以访问的,是对名字的隔离

k8s服务、网络、存储概念

Service概念

Service 是建立在一组Pod 对象之上的资源抽象，它通过标签选择器选定一组Pod 对象，并为这组Pod 对象定义一个统一的固定访问入口（通常是一个IP 地址），若K8s 集群存在DNS 附件，它就会在Service 创建时为其自动配置一个DNS 名称以便客户端进行服务发现。到达Service IP 的请求将被负载均衡至其后的端点一一各个Pod 对象之上，Service从本质上来讲是一个四层代理服务。另外，Service 还可以将集群外部流量引入到集群中来。

Service类型

第一种是仅用于集群内部通信的ClusterIP类型；
第二种是接入集群外部请求的NodePort 类型它工作于每个节点的主机IP 之上；
第三种是LoadBalancer 类型，可以把外部请求负载均衡至多个Node 的主机IP 的NodePort 之上

此三种类型中，每一种都以其前一种为基础才能实现，而且第三种类型中的LoadBalancer 需要协同集群外部的组件才能实现，此外部组件并不接受Kubemetes的管理。
第四种是ExternalName,通过将Service映射由ExternalName字段的内容指定的主机名来暴露服务

Service IP 是一种虚拟IP ，也称为Cluster IP ，它专用于集群内通信，通常使用专用的地址段，如“ 10.96.0.0/12 ”网络 PodIP常用: 10.244.0.0/16

Ingress：Pod和service都只能在集群内部通信，Ingress可以实现HTTPS（七层）负载均衡，实现和集群外部通信，本身是一组路由规则的集合，其控制器主要使用Nginx，或者haproxy

HostPort和NodePort的区别：NodetPort是通过所有节点暴露容器服务，而HostPort由Pod对象所在的节点IP地址来暴露

k8s集群的网络

目的：

所有Pod之间不需要经过NAT直接通信，都在一个扁平的网络空间内

所有集群内节点可不经过NAT机制直接和所有容器进行通信

分类：

各主机自身的网络，地址配置于主机网络接口，配置于k8s集群构建之前，不能由k8s管理
k8s集群专用于pod资源对象的虚拟网络，配置在Pod的容器接口上，为Pod设定IP和网络，借助于CNI插件实现，可部署k8s集群之外或者托管在集群上，需要在构建集群有管理员定义
专用于service资源对象的虚拟网络，不配置在任何主机或者容器的网络接口，通过node的kube-proxy配置为iptables或者ipvs规则，网络在集群创建时指定

Kubernetes 资源对象

类型	说明
工作负载( Workload ）	通常称为pod 控制器，主要分为有状态、无状态
发现和负载均衡（ Discovery & LB ）	Ingress（七层负载均衡）
配置和存储（ Config & Storage ）	挂载外部存储卷
集群( Cluster ）资源	Node、Role、ClusterRole、RoleBinding、 ClusterRoleBinding
元数据（ Metadata ）	具有kind 、apiVersion 、metadata 、spec 和status 五个一级宇段

资源类型（ resource type ）是指在URL 中使用的名称，如Pod 、Namespace 和Service等，其URL 格式为“ GROUPNERSION度ESOURCE ”，如apps/v1/deployment 。

apiVersion 版本号，例如 v1
kind 代表着资源对象所属的类 Pod/Deployment/Service/Namespace
metadata 字段为资源提供元数据信息，如名称、隶属的名称空间和标签等；
spec 则用于定义用户期望的状态，不同的资源类型，其状态的意义也各有不同
status 则记录着活动对象的当前状态信息，它由Kubemetes 系统自行维护，对用户来说为只读字段

如果是YAML 格式的清单文件，多个资源彼此之间要使用—

单独的一行进行资源分割，这样，多个资源就将以清单文件中定义的次序被create 、apply等子命令调用

kubectl api-versions 查看现有api的版本

kubectl常用命令

kubectl 的命令分类：

类型	命令
陈述式命令（ imperative command ）	run , expose 、delete 和get 等命令
陈述式对象配置（ imperative object configuration ）	create 、delete 、get 、describe和replace
声明式对象配置（ declarative object config uration )	apply

1、创建一个nginx的deployment
$ kubectl run nginx-deploy --image=nginx:1.12 --port=80 --replicas=2

2、对nginx-deploy进行扩缩容
$ kubectl scale deploy/nginx-deploy --replicas=3

3、对nginx-deploy进行服务端口暴露,通过Service的8080端口转发至容器的80端口上
$ kubectl expose deployment nginx-deploy --port=8080 --target-port=80

4、将nginx-deploy暴露为NortPort
$ kubectl expose deployment nginx-deploy --type="NodePort" --port=80 --name=my_nginx_web

5、打印容器日志
$ kubectl logs coredns-7b47bbb54c-q6dkr -n kube-system -f
.:53
[INFO] plugin/reload: Running configuration MD5 = 1588bb3af386f386c40674040e2b3399
   ______                ____  _   _______
  / ____/___  ________  / __ \/ | / / ___/      ~ CoreDNS-1.6.3
 / /   / __ \/ ___/ _ \/ / / /  |/ /\__ \       ~ linux/amd64, go1.12.9, 37b9550
/ /___/ /_/ / /  /  __/ /_/ / /|  /___/ /
\____/\____/_/   \___/_____/_/ |_//____/

-f 用于持续监控指定容器中的日志输出,类似于tail -f

6、进入容器执行命令
格式: kubectl exec -it <Pod-name> /bin/bash  
#进入容器，如果一个pod里面有多个容器加 -c <container name> 指定容器
$ kubectl exec -it nginx-deploy-64c7978669-2x5xz -n kube-system /bin/bash

7、删除某个命名空间所有pod
$ kubectl delete pods --all -n kube-public

8、查看版本
$ kubectl version --short       #查看版本，也可以使用kubectl get node查看

Client Version: v1.15.0 
Server Version: v1.15.0

9、运行一个测试容器
$ kubectl run client --image=busybox --restart=Never -it -- /bin/sh

10、命令的测试运行，选项--dry-run
$ kubectl run nginx-deploy --image=nginx:1.12 --port=80 --replicas=2 --dry-run

11、给指定节点打标签
$ kubectl label nodes master disktype=ssd

Hexo-ytliangc

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