【Kubernetes】Kubernetes之kubectl详解

---

一、陈述式资源管理

1. 陈述式资源管理方法

• 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中文文档：http://docs.kubernetes.org.cn/683.html

• 对资源的增、删、查操作比较方便，但对改的操作就不容易了

#查看版本信息/
kubectl version#查看资源对象简写
kubectl api-resources#查看集群信息
kubectl cluster-info#配置kubectl自动补全，此命令只在当前命令界面生效，如果想要永久生效可以在.bashrc或者/etc/bashrc文件中添加
source <(kubectl completion bash)#node节点查看日志
journalctl -u kubelet -f

2. 基本信息查看

#获取资源的相关信息
kubectl get <resource> [-o wide|json|yaml] [-n namespace]	--------------------------------------------------------------
#-n 指定命令空间，-o 指定输出格式
#resource可以是具体资源名称，如pod nginx-xxx；也可以是资源类型，如pod；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

#查看 master 节点状态
kubectl get componentstatuses
kubectl get cs#查看命名空间
kubectl get namespace
kubectl get ns
#命令空间的作用：用于允许不同 命名空间 的 相同类型 的资源 重名的，即在同一个命名空间下不能有同名的资源

#指定查看kubernetes-dashboard命名空间下下的资源
kubectl get -n kubernetes-dashboard svc#查看kubernetes-dashboard命名空间的所有资源
kubectl get all -n kubernetes-dashboard#查看kubernetes-dashboard命名空间下资源 信息
kubectl get -n kubernetes-dashboard pods -o wide

#根据标签查看kubernetes-dashboard命名空间下资源信息
kubectl get pods -A -l app=flannel#查看只包含k8s-app键值对的资源信息
kubectl get pods -A -l k8s-app#指定查看某个键值对的资源信息
kubectl get pods -A -l k8s-app=kubernetes-dashboard --show-labels

#创建命名空间app
kubectl create ns app
kubectl get ns#删除命名空间app
kubectl delete namespace app
kubectl get ns			#在命名空间kube-public 创建副本控制器（deployment）来启动Pod（nginx-test）
kubectl create deployment nginx-test --image=nginx  -n kube-public

#描述某个资源的详细信息
kubectl describe deployment nginx-test -n kube-public
kubectl describe pod -n kube-public nginx-test-795d659f45-pvdx9

#查看命名空间kube-public 中的pod 信息
kubectl get pods -n kube-public
NAME                          READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-test-795d659f45-pvdx9   1/1     Running   0          11m#kubectl exec可以跨主机登录容器，docker exec 只能在容器所在主机上登录
kubectl exec -it nginx-test-795d659f45-pvdx9 bash -n kube-public

#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-795d659f45-pvdx9 -n kube-public#若pod无法删除，总是处于terminate状态，则要强行删除pod
kubectl delete pod <pod-name> -n <namespace> --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，从而优雅退出，0表示立即终止pod

#扩缩容
kubectl scale deployment nginx-test --replicas=2 -n kube-public	# 扩容
kubectl scale deployment nginx-test --replicas=1 -n kube-public	# 缩容

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

3. 项目周期管理

项目的生命周期：创建–>发布–>更新–>回滚–>删除

3.1 创建 kubectl create 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。

#启动 nginx 实例，暴露容器端口 80，设置副本数 3
kubectl create deployment nginx --image=nginx:1.14 --port=80 --replicas=3kubectl get pods
kubectl get all

3.2 发布 kubectl expose命令

将资源暴露为新的 Service。

kubectl expose --help#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
kubectl expose deployment nginx --port=80 --target-port=80 --name=nginx-service --type=NodePort------------------------------------------------------------------------------------------
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），另一方面则是因为一组 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。

service 的 type 类型	功能
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Kubernetes集群外部的程序可以访问Service。 每个端口只能是一种服务，默认端口范围只能是 30000-32767。
LoadBalance	使用外接负载均衡器完成到服务的负载分发，注意此模式需要外部云环境支持。借助第三方的云负载均衡器，将请求分发到所有的Node上，其底层还是NodePort LoadBalancer和NodePort很相似，目的都是向外部暴露一个端口，区别在于LoadBalancer会在集群的外部再来做一个负载均衡设备，而这个设备需要外部环境支持的，外部服务发送到这个设备上的请求，会被设备负载之后转发到集群中。
externalName	将service名称映射到一个DNS域名上，相当于DNS服务的CNAME记录，用于让Pod去访问集群外部的资源，它本身没有绑定任何的资源。

#查看pod网络状态详细信息和 Service暴露的端口
kubectl get pods,svc -o wide
NAME                        READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP           NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
pod/nginx-d9d8cf5c7-kfgh5   1/1     Running   0          9m41s   10.244.2.5   node02   <none>           <none>
pod/nginx-d9d8cf5c7-pjjg4   1/1     Running   0          9m41s   10.244.1.4   node01   <none>           <none>
pod/nginx-d9d8cf5c7-w4rzc   1/1     Running   0          9m41s   10.244.1.5   node01   <none>           <none>NAME                    TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE     SELECTOR
service/kubernetes      ClusterIP   10.96.0.1      <none>        443/TCP        5h20m   <none>
service/nginx-service   NodePort    10.96.221.68   <none>        80:31233/TCP   3m29s   app=nginx

#查看关联后端的节点
kubectl get endpoints#查看 service 的描述信息
kubectl describe svc nginx

#在 node01 节点上操作，查看负载均衡端口
yum install ipvsadm -y
ipvsadm -Ln
#外部访问的IP和端口
TCP  192.168.145.12:31233 rr-> 10.244.1.4:80                Masq    1      0          0         -> 10.244.1.5:80                Masq    1      0          0         -> 10.244.2.5:80                Masq    1      0          0             
#pod集群组内部访问的IP和端口
TCP  10.96.221.68:80 rr-> 10.244.1.4:80                Masq    1      0          0         -> 10.244.1.5:80                Masq    1      0          0         -> 10.244.2.5:80                Masq    1      0          0        #在 node02 节点上操作，同样方式查看负载均衡端口
yum install ipvsadm -y
ipvsadm -Ln
TCP  192.168.145.13:31233 rr-> 10.244.1.4:80                Masq    1      0          0         -> 10.244.1.5:80                Masq    1      0          0         -> 10.244.2.5:80                Masq    1      0          0              TCP  10.96.221.68:80 rr-> 10.244.1.4:80                Masq    1      0          0         -> 10.244.1.5:80                Masq    1      0          0         -> 10.244.2.5:80                Masq    1      0          0       

curl 10.96.221.68
curl 192.168.145.11:6443 
#在master01操作 查看访问日志
kubectl logs nginx-d9d8cf5c7-kfgh5
kubectl logs nginx-d9d8cf5c7-pjjg4
kubectl logs nginx-d9d8cf5c7-w4rzc 

3.3 更新 kubectl set

更改现有应用资源一些信息。

kubectl set --help#获取修改模板
kubectl set image --help
Examples:# Set a deployment's nginx container image to 'nginx:1.9.1', and its busybox container image to 'busybox'.kubectl set image deployment/nginx busybox=busybox nginx=nginx:1.9.1#查看当前 nginx 的版本号
curl -I http://192.168.145.11:31233
curl -I http://192.168.145.12:31223#将nginx 版本更新为 1.15 版本
kubectl set image deployment/nginx nginx=nginx:1.15#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，往后依次类推
kubectl get pods -w

---------------------------------------------------------------------------------------------
#滚动更新详解：
kubectl get all
DESIRED：表示期望的状态是 10 个 READY 的副本
CURRENT：表示当前副本的总数: 即8 个日副本 + 5 个新副本
UP_TO-DATE：表示当前已经完成更新的副本数: 即 5个新副本
AVAILABLE：表示当前处于 READY 状态的副本数: 即8个日副本。kubectl describe deployment/nginx
滚动更新通过参数 maxSurge 和 maxUnavailable 来控制副本替换的数量
maxSurge：此参数控制滚动更新过程中副本总数的超过 DESIRED 的上限。maxSurge 可以是具体的整数（比如 3），也可以是百分百，向上取整。maxSurge 默认值为 25%。
例如，DESIRED 为 10，那么副本总数的最大值为 10 + 10 * 25% = 13，即 CURRENT 为 13。maxUnavailable：此参数控制滚动更新过程中，不可用的副本相占 DESIRED 的最大比例。maxUnavailable 可以是具体的整数（比如 3），也可以是百分百，向下取整。 maxUnavailable 默认值为 25%。
例如，DESIRED 为 10，那么可用的副本数至少要为 10 - 10 * 25% = 8，即 AVAILABLE 为 8。因此 maxSurge 值越大，初始创建的新副本数量就越多；maxUnavailable 值越大，初始销毁的旧副本数量就越多。理想情况下，DESIRED 为 10 的滚动更新的过程应该是这样的：
首先创建 3 个新副本使副本总数达到 13 个。
然后销毁 2 个旧副本使可用的副本数降到 8 个。
当这 2 个旧副本成功销毁后，可再创建 2 个新副本，使副本总数保持为 13 个。
当新副本通过 Readiness 探测后，会使可用副本数增加，超过 8。
进而可以继续销毁更多的旧副本，使可用副本数回到 8。
旧副本的销毁使副本总数低于 13，这样就允许创建更多的新副本。
这个过程会持续进行，最终所有的旧副本都会被新副本替换，滚动更新完成。
---------------------------------------------------------------------------------------------

#再看更新好后的 Pod 的 ip 会改变
kubectl get pods -o wide#再看 nginx 的版本号
curl -I http://192.168.145.11:30574
curl -I http://192.168.145.12:30574

3.4 回滚 kubectl rollout

对资源进行回滚管理

#查看历史版本
kubectl rollout history deployment/nginx  #执行回滚到上一个版本
kubectl rollout undo deployment/nginx#执行回滚到指定版本
kubectl rollout undo deployment/nginx --to-revision=1#检查回滚状态
kubectl rollout status deployment/nginx

3.5 删除 kubectl delete

#删除副本控制器
kubectl delete deployment/nginx#删除service
kubectl delete svc/nginx-servicekubectl get all

4. kubectl 的发布策略

4.1 蓝绿发布

  概念定义：蓝绿发布是一种以最小的停机时间做服务升级的策略。需要维护的两个版本的环境分别称为 “蓝环境” 和 “绿环境”。一般当前生产流量指向环境为绿环境，而在蓝环境上部署新版本，短时间内作为测试环境。

  发布流程：首先将一半的服务流量从负载均衡列表中移除，并且更新服务版本，验证新版本没有问题后，将生产流量指向蓝环境，然后对于老版本的绿环境进行版本升级，最后将所有服务流量加回负载均衡。

  特点：

• 升级过程无需停机，用户感知小
• 升级过程一半资源提供服务
• 升级/回滚速度快
• 如果出了问题，影响面较广

4.2 红黑发布

  概念定义：与蓝绿发布类似，红黑发布也是通过两个环境完成软件版本的升级，将当前生产流量指向的环境称为红环境，新版本环境称为黑环境。

  发布流程：需申请新资源用于部署黑环境，在黑环境部署新版本的服务；黑环境部署完成后，一次性将生产流量指向黑环境；释放红环境的资源。

  特点：

• 升级过程无需停机，用户感知小
• 短时间内需要使用双倍资源

  与蓝绿发布相比，红黑发布充分利用了云计算的弹性伸缩的优势，实现：

• 简化发布流程
• 避免在升级的过程中，由于只有一半资源提供服务，而导致的系统过载问题

4.3 灰度发布（金丝雀发布）

  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，再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。

  （1）更新deployment的版本，并配置暂停deployment

kubectl set image deployment/nginx nginx=nginx:1.14 && kubectl rollout pause deployment/nginxkubectl rollout status deployment/nginx　　#观察更新状态

  （2）监控更新的过程，可以看到已经新增了一个资源，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 pods -w curl [-I] 10.0.0.189
curl [-I] 192.168.145.11:44847

  （3）确保更新的pod没问题了，继续更新

kubectl rollout resume deployment/nginx

  （4）查看最后的更新情况

kubectl get pods -w curl [-I] 10.0.0.189
curl [-I] 192.168.145.11:44847

4.4 滚动发布

  在金丝雀发布基础上的进一步优化改进，是一种自动化程度较高的发布方式，用户体验比较平滑，是目前成熟型技术组织所采用的主流发布方式。

二、声明式资源管理

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单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）

• 对资源的管理，是通过事先定义在统一资源配置清单内，再通过陈述式命令应用到k8s集群里

• 语法格式：kubectl create/apply/delete -f xxxx.yaml

2. 资源管理

#查看资源配置清单
kubectl get deployment nginx -o yaml

#解释资源配置清单
kubectl explain deployment.metadatakubectl get service nginx -o yaml
kubectl explain service.metadata

#修改资源配置清单并应用
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 -o yaml > nginx-svc.yaml
vim nginx-svc.yaml				#修改port: 8080
kubectl delete -f nginx-svc.yaml
kubectl apply -f nginx-svc.yaml
kubectl get svc在线修改：
直接使用 kubectl edit service nginx 在线编辑资源配置清单并保存退出即时生效（如port: 888）
#PS：此修改方式不会对yaml文件内容修改

#删除资源配置清单
陈述式删除：
kubectl delete service nginx声明式删除：
kubectl delete -f nginx-svc.yaml

总结

1. k8s 资源管理方式

#陈述式资源管理
kubectl create <资源类型> <资源名称> -n 命名空间  [选项]--image=镜像  --replicas=副本数  --port=容器端口kubectl get <资源类型|all> [资源名称] -n 命名空间 -o wide|yaml|json  -wkubectl describe <资源类型> <资源名称> -n 命名空间kubectl delete  <资源类型> <资源名称>|--all  -n 命名空间  [--force --grace-period=0]立即终止Pod运行，强制删除资源kubectl exec -it -n 命名空间  <Pod资源名称>  [-c 容器名称]  sh|bashkubectl logs -n 命名空间  <Pod资源名称>  [-c 容器名称] [-p]kubectl scale -n 命名空间 deployment <资源名称> --replicas=副本数   kubectl expose -n 命名空间 deployment <资源名称> --name <自定义svc资源名称> --port <clusterIP的端口> --target-port <容器的端口> --type <svc的类型>
kubectl create svc <svc资源类型> <资源名称> --tcp=<clusterIP的端口>:<容器的端口>kubectl set image deployment <资源名称> <容器名>=<镜像名>kubectl rollout history deployment <资源名称>
kubectl rollout undo deployment <资源名称>  [--to-revision= ]
kubectl rollout status deployment <资源名称>

#声明式资源管理
kubectl apply|create -f XXX.yaml
kubectl delete -f XXXmlkubectl edit <资源类型> <资源名称>kubectl explain <资源类型>.<字段1>.<字段2>

2. service 的四种类型

ClusterIp		#默认的service资源的类型，提供clusterIP供K8S集群内部访问。
NodePort		#会在每个Node节点上开启一个端口，K8S集群内部和外部的用户可以通过NodeIP:NodePot访问service以及关联的Pod。
LoadBalancor	#使用公有云的LB服务和service做映射，用户可以使用公有云LB服务的IP地址即可将请求转发到Node节点，再通过NodeIP:NodePort访问service以及其关联的Pod。
ExternaName		#相当于给一个域名或IP做别名，Pod可以通过这个service访问相关的外部服务。

3. service 的端口

prot			#service 资源的 clusterIp 所使用的端口
nodePort		#在 NodePort 类型的 service 所定义的，在每个node节点上开启的端口（默认范围30000~32767）
targePort		#service 将 port 或 nodeport 转发到的后端 Pod 的容器端口containerPort	#创建 Pod 时所指定的容器端口K8S集群内部 http://clusterIP:port ---> podIP:containerPort
K8S集群外部 http://nodeIP:nodeport ---> podIP:containerPort

4. 应用的发布策略

蓝绿发布
滚动发布
灰度发布/金丝雀发布
kubectl set image deployment <资源名称> <容器名>=<镜像名>  &&  kubectl rollout pause deployment <资源名称>
kubectl rollout resume deployment <资源名称>25% max unavailable   滚动更新过程中，销毁的Pod数量不超过期望副本数的25%，向下取整
25% max surge         滚动更新过程中，新增的Pod数量不超过期望副本数的25%，向上取整期望的Pod副本数是10个，销毁的数量2，新增3        整个更新过程中Pod的数量会一致保持在 8 ~ 13