【k8s】资源管理命令-陈述式

一、资源管理介绍

1、资源管理概念

在kubernetes中，所有的内容都抽象为资源，用户需要通过操作资源来管理kubernetes。

//kubernetes的本质就是一个集群系统，用户可以在集群中部署各种服务，起始就是在kubernetes集群中运行一个个容器，并将指定的程序跑在容器中。

kubernetes的最小管理单元是pod而不是容器，所以只能将容器放在pod中，而kubernetes一般也不会直接管理pod，而是通过pod控制器来管理pod的。

Pod可以提供服务之后，就要考虑如何访问Pod，kubernetes提供了service资源实现这个功能。

当然，如果Pod中程序的数据需要持久化，kubernetes还提供了各种存储系统

学习kubernetes的核心，就是学习如何对集群上的Pod、Pod控制器、service、存储等各种资源进行操作。

k8s中文文档：http://docs.kubernetes.org.cn/683.html

2、资源管理方式

陈诉式管理方法：通过命名式语句来实现对资源管理。

例：kubectl run nginx-pod --image=nginx:1.17.1 --port=80

命令式对象配置： 通过命令配置和配置文件去操作kubernetes资源

例：kubectl create/path -f nginx-pod.yaml

声明式对象配置： 通过apply命令和配置文件去操作kubernetes资源

例：kubectl apply -f nginx-pod.yaml

类型	操作对象	使用环境	优点	缺点
命令式对象管理	对象	测试	简单	只能操作活动对象，无法审计、跟踪
命令式对象配置	文件	开发	可以审计、跟踪	项目大时，配置文件多
声明式对象配置	目录	开发	支持目录操作	意外情况下难以调试

二、陈述式资源管理方法

1、基本概念

1.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
2.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
3.kubectl 的命令大全
kubectl --help
k8s中文文档：http://docs.kubernetes.org.cn/683.html
4.对资源的增、删、查操作比较方便，但对改的操作就不容易了

2、基本命令

//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
source <(kubectl completion bash)

//node节点查看日志
journalctl -u kubelet -f

3、基本信息查看

kubectl get <resource> [-o wide|json|yaml] [-n namespace]
获取资源的相关信息，-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 ：表示显示所有命令空间，
--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
简写：kubectl get cs

//查看命令空间
kubectl get namespace
kubectl get ns
//命令空间的作用：用于允许不同 命令空间 的 相同类型 的资源 重名的

//查看default命名空间的所有资源
kubectl get all [-n default]

//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-lp）kubectl create deployment nginx-lp2 --image=nginx --port=80 --replicas=2 -n kube-public 
deployment.apps/nginx-lp2 created

//描述某个资源的详细信息
kubectl describe deployment nginx-wl -n kube-public   查看控制器详细信息
kubectl describe pod nginx-wl-d47f99cb6-hv6gz -n kube-public   查看Pod详细信息

//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-wl-d47f99cb6-hv6gz   1/1     Running   0          24m

//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-wl-d47f99cb6-hv6gz 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-lp-d47f99cb6-hv6gz -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-lp --replicas=2 -n kube-public    # 扩容
kubectl scale deployment nginx-lp --replicas=1 -n kube-public    # 缩容

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

三、项目的生命周期：创建-->发布-->更新-->回滚-->删除

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。
kubectl create --help

//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=3
 
kubectl get pods
kubectl get all

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

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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：
●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，端口范围只能是 30000-32767。

●LoadBalancer：通过设置LoadBalancer映射到云服务商提供的LoadBalancer地址。这种用法仅用于在公有云服务提供商的云平台上设置Service的场景。通过外部的负载均衡器来访问，通常在云平台部署LoadBalancer还需要额外的费用。
在service提交后，Kubernetes就会调用CloudProvider在公有云上为你创建一个负载均衡服务，并且把被代理的Pod的IP地址配置给负载均衡服务做后端。

●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。

headless clusterIP  无头模式  
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//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
pod/nginx-cdb6b5b95-fjm2x   1/1     Running   0          44s   172.17.26.3   192.168.80.11   <none>
pod/nginx-cdb6b5b95-g28wz   1/1     Running   0          44s   172.17.36.3   192.168.80.12   <none>
pod/nginx-cdb6b5b95-x4m24   1/1     Running   0          44s   172.17.36.2   192.168.80.12   <none>

NAME                    TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE   SELECTOR
service/kubernetes      ClusterIP   10.0.0.1     <none>        443/TCP        14d   <none>
service/nginx-service   NodePort    10.0.0.189   <none>        80:44847/TCP   18s   run=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  192.168.80.11:44847 rr
  -> 172.17.26.3:80               Masq    1      0          0         
  -> 172.17.36.2:80               Masq    1      0          0         
  -> 172.17.36.3:80               Masq    1      0          0     
//pod集群组内部访问的IP和端口
TCP  10.0.0.189:80 rr
  -> 172.17.26.3:80               Masq    1      0          0         
  -> 172.17.36.2:80               Masq    1      0          0         
  -> 172.17.36.3:80               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  192.168.80.12:44847 rr
  -> 172.17.26.3:80               Masq    1      0          0         
  -> 172.17.36.2:80               Masq    1      0          0         
  -> 172.17.36.3:80               Masq    1      0          0         
 
TCP  10.0.0.189:80 rr
  -> 172.17.26.3:80               Masq    1      0          0         
  -> 172.17.36.2:80               Masq    1      0          0         
  -> 172.17.36.3:80               Masq    1      0          0         

curl 10.0.0.189
curl 192.168.80.11:44847
//在master01操作 查看访问日志
kubectl logs nginx-cdb6b5b95-fjm2x
kubectl logs nginx-cdb6b5b95-g28wz
kubectl logs nginx-cdb6b5b95-x4m24

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://192.168.80.11:44847
curl -I http://192.168.80.12:44847

//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

//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://192.168.80.11:44847
curl -I http://192.168.80.12:44847

4、回滚    kubectl rollout 

●对资源进行回滚管理
kubectl rollout --help

//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

5、删除    kubectl delete

//删除副本控制器
kubectl delete deployment/nginx

//删除service
kubectl delete svc/nginx-service

kubectl get all

//金丝雀发布（Canary Release）

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/nginx

kubectl 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] 192.168.80.11:44847

（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] 192.168.80.11:44847