跟著黑哥學 Kubernetes

0-1 應用部署方式演變

0-2 kubernetes 介紹

本質是一組服務器集群，每個服務器都稱為一個節點，可以在每個節點中的容器安裝程序

0-3 kubernetes 組件

一個 k8s 集群分為控制節點master_node，工作節點worker_node構成，每個節點上都安裝不同的組件

Master: 集群的控制平面，負責集群的決策（管理）

1. API Server：資源操作的唯一入口，接收用戶輸入的命令，提供認證、授權、API註冊和發現等機制 K8S 的整個訪問入口
2. Scheduler：負責集群資源調度，按照預訂的調度策略將Pod調度到相應的node節點上 根據算法決定安裝nginx的請球要分配給哪一個node節點（負責算）
3. ControllerManager：負責維護集群的狀態，比如程序部署安排、故障檢測、自動擴展、滾動更新等 如何將 nginx 安裝請求交給 node1節點（負責安排幹活）
4. Etcd：負責存儲集群中各種資源對象的信息 用來紀錄請求信息儲存在資料庫中（也可以改用mysql）

Node: 集群的數據平面，負責為容器提供運行環境 [worker_node]

1. Kubelet：負責維護容器的生命週期，即通過控制docker，來創建、更新、銷毀容器 接收控制節點發來的訊息，並傳送命令給 worker node 裡面其他的組件_docker

2. KubeProxy：負責提供集群內部的服務發現和負載均衡

   訪問程序的入口

3. Docker：負責節點上容器的各種操作

以部署一個 nginx 服務來說明 kubernetes 系統各個組件調用關係

1. 首先要明確，一旦 kubernetes 環境啟動之後，master 和 node 都會將自身的信息存儲到 etcd 數據庫中
2. 一個 nginx 服務的安裝請求會首先被發送到 master 節點的 apiServer 組件
3. apiServer 組件會調用 scheduler 組件來決定到底應該把這個服務安裝到哪一個 node 節點上 此時，它會從 etcd 中讀取各個 node 節點的信息，然後按照一定的算法進行選擇，並將結果告知 apiServer
4. apiServer 調用 controller_manager 去調度 Node 節點安裝 nginx 服務
5. Kubelet 接收到指定之後，會通知 docker，然後由 docker 來啟動一個 nginx 的 pod pod 是 kubernetes 的最小操作單元，容器必須跑在 pod 中至此
6. 一個 nginx 服務就運行了，如果需要訪問 nginx，就需要通過 kube-proxy 來對 pod 產生訪問的代理 這樣，外界用戶就可以訪問集群中的 nginx 服務了

0-4 kubernetes 概念

Master：集群控制節點，每個集群需要至少一個 master 節點負責集群的管控 安排工作的

Node：工作負載節點，由 master 分配容器到這些 node 工作節點上，然後 node 節點上的 docker 負責容器的運行 幹活的

Pod：kubernetes 的最小控制單元，容易都是運行在 pod 中的，一個 pod 中可以有 1個或著多個容器 程序跑在容器裡面，容器運行在 pod 裡面；一個 pod 裡面可以有多個容器

Controller：控制器，通過它來實現對 pod 的管理，比如啟動 pod、停止 pod、伸縮 pod 的數量等等 管理 pod 的工具。不僅僅是一種控制器，每種控制器都有適合的應用場景

Service：pod 對外服務的統一入口，下面可以維護者同一類的多的 pod

​ 配置 ipvs 功能 — 在 kubernetes 中，service 有兩種代理類型，一種是基於 iptables 的，一種是基於 ipvs 的，兩者比較的話，ipvs 的性能明顯要高一些，但是如果要使用它，需要手動載入 ipvs 模塊

Label：標籤，用於對 pod 進行分類，同一類 pod 的運行環境 e.g. app:tomcat -可以用來當選擇器的條件

標籤與選擇器的機制：標籤定義一批屬性，選擇器透過這些屬性把這些東西化成一類

NameSpace：命名空間，用來隔離 pod 的運行環境 在一個 k8s環境中，所有 pod 是可以相互訪問的，要限制可訪問性可以透過 nameSpace區分來達成

0-5 環境搭建_環境規劃

如何搭建 k8s 的集群環境

0-5-1 環境規劃

0-5-1-1 集群類型

Kubernetes 集群大體上分為兩類：一主多從和多主多從

• 一主多從：一台Master節點和多台Node節點，搭建簡單，但是有單機故障風險，適合用於測試環境

  graph LR;
      Master1 --- Node1;
      Master1 --- Node2;
      Master1 --- Node3;
  

• 多主多從：多台Master節點和多台Node節點，搭建麻煩，安全性高，適合用於生產環境

  [Master1]---┬---[Node1]
              |
  [Master2]---┼---[Node2]
              |
  [Master3]---┴---[Node3]
  

0-5-1-2 安裝方式

kubernetes 有多種部署方式，目前主流有 kubeadm、minikube、二進制包

• minikube：一個用於快速搭建單節點kubenetes的工具
• kubeadm：一個用於快速搭建kubenetes集群的工具
• 二進制包：從官網下載每個組件的二進制包，依次去安裝，此方式對於理解kubenetes組件更加有效

0-5-1-3 主機規劃

0-6 環境搭建_主機安裝

需要安裝三台 Centos 服務器（一主二從），然後在每台服務器中分別安裝 docker (18.06.3)，kubeadm (1.17.4), kubelet (1.17.4), kubectl (1.17.4) 程序

0-6-1 主機安裝

pass practice

0-7 環境搭建_環境初始化

Vmware 起三個 VM, master *1, worker *2

0-8 環境搭建_集群所需組建安裝

0-9 環境搭建_集群安裝

0-10 環境搭建_網路插件安裝

0-11 環境搭建_環境測試

0-12 資源管理介紹

0-13 yaml 語言介紹

YAML是一個類似XML、JSON的標記性語言，他強調以數據為中心，並不是以標記語言為重點，因而YAML本身的定義比較簡單，號稱一種人性化的數據格式語言

Xml太麻煩了，要以對象的嵌套表示

````xml
<heißenburg>
    <age>23</age>
    <address>Tainan</address>
</heißenburg>
````

1
2
3

heißenburg:
  age: 15
  address: Tainan

Note

1. 書寫yaml切記: 後面要加一個空格

2. 如果需要將多段yaml配置放在一個文件中，中間要使用 --- 分隔

3. 下面是一個 yaml 轉 json 的網站，可以通過它驗證 yaml 是否書寫正確

   https://www.json2yaml.com/convert-yaml-to-json

YAML 的語法比較簡單，主要有下面幾個：

• 大小寫敏感
• 使用縮進 (縮排, indentation) 表示層級關係
• 縮排 (indentation) 不允許使用 tab，只允許空格 只對低版本的 yaml 有限制，高版本也可以用 tab 鍵
• 縮排的空格數不重要，只要相同層級的元素左對齊即可
• #表示註解

YAML 支持以下幾種數據類型：

• 純量：單個的、不可再分的值

  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

  # 純量：一個簡單的值、字符串、布林值、整數、浮點數、null、時間、日期 # 1 布林類型 c1: true c11: True # 2 整數型 c2: 234 # 3 浮點數型 c3: 3.14 # 4 null類型 c4: ~ # 使用~表示null # 5 日期類型 c5: 2017-02-16 # 日期使用ISO 8601格式，即yyyy-MM-dd # 6 時間類型 c6: 2017-02-16T19:02:23+03:00 # 時間使用ISO 8601格式，時間和日期之間使用T連接，最後使用+代表時區 # 7 字符串類型 c7: heißenburg # 簡單寫法，直接寫值，如果字符串中間有特殊字符，必須使用雙引號或者單引號包裹 c71: 'heißenburg honey' c8: hima laya yosemite # 字符串過多的情況可以拆成多行，

• 對象：鍵值對的組合，又稱為映射 (mapping) / 哈希 (hash) / 字典 (dictionary)

  1 2 3 4 5 6

  { "jingle": { "age": 23, "account": "yoroshiku" } }

  1 2 3 4 5 6 7

  # 對象 # 形式一 (推薦) jingle: age: 23 account: yoroshiku # 形式二 (了解) ingrid: {age: 26,account: sesamestreet}

• 數組：一組按次序排列的值，又稱為序列 (sequence) / 列表 (list)

  1 2 3 4 5 6

  { "morality": [ "禮義", "廉恥" ] }

  1 2 3 4 5 6 7

  # 數組 # 形式一（推薦） morality: - 禮義 - 廉恥 # 形式二（了解） morality: [禮義,廉恥]

0-14 資源管理方式_介紹

• 命令式對象管理：直接使用命令去操作 kubernetes 資源 單純查詢，不做修改的時候，通常會使用命令式對象管理

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

• 命令式對象配置：通過命令配置和配置文件去操作 kubernetes 資源

  kubectl create/patch -f nginx-pod.yaml

• 聲明式對象配置：通過 apply 命令和配置文件去操作 kubernetes 資源 可以把10個yaml檔案存在一個目錄，再對目錄執行更新操作

  kubectl apply -f nginx-pod.yaml apply - 用於創建和更新資源（有就更新，沒有就創建）

0-15 資源管理方式_1

kubectl 命令

​ kubectl是Kubenetes集群的命令行工具，通過它能夠對集群本身進行管理，並能夠在集群上進行容器化應用的安裝部署，kubectl命令的語法如下：

kubectl [command] [type] [name] [flags]

• command 指定要對資源執行的操作，例如 create、get、delete [必填]
• type 指定資源類型，比如 deployment、pod、service [必填]
• name 指定資源的名稱，名稱大小寫敏感 [可選]
• flags 指定額外的可選擇參數 [可選]

# 查看所有 pod
kubectl get pod

# 查看某個 pod
kubectl get pod pod_name

# 查看某個 pod，以 yaml 格式展示結果
kubectl get pod pod_name -o yaml
kubectl get pod nginx-pod-697786dc74-bsdbr -o json  # 以json格式展示成果

常用的 command 們

常用的資源類型

Kubenetes 中所有的內容都抽象為資源，可以通過命令進行查看

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kubectl api-resources

命令式對象管理 操作案例 (Demo)

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# 創建一個namespace
[root@master ~] kubectl create namespace dev
namespace/dev created

# 獲取namespace
[root@master ~] kubectl get ns
NAME							STATUS	AGE
default						Active	21h
dev								Active	21s
kube-node-lease		Active	21h
kube-public				Active	21h
kube-system				Active	21h

# 在此namespace下創建並運行一個nginx的pod
[root@master ~] kubectl run pod --image=nginx -n dev
kubectl run --generator=deployment/apps.v1 is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use kubectl run --generator=run-pod/v1 or kubectl create instead.
deployment.apps/pod created

# 查看新創建的pod
 [root@master ~] kubectl get pod -n dev
delete pod pod_name -n dev 
# 刪了之後 k8s 會自動 deploy 新的 pod, 要刪整個 namespace dev 才行（...略）

0-16 資源管理方式_2

命令式對象配置

1. 建立一個 nginxpod.yaml

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   apiVersion: v1 kind: Namespace metadata: name: dev --- apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: nginxpod namespace: dev spec: containers: - name: nginx-containers image: nginx:1.17.1

2. 執行 create command，創建資源

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   [root@master ~] kubectl create -f nginxpod.yaml namespace/dev created pod/nginxpod created

0-17 資源管理方式_3

0-18 資源管理方式_結語

1-1 實戰入門_Namespace

1-2 實戰入門_Pod

1-3 實戰入門_Label

1-4 實戰入門_Deployment

1-5 實戰入門_Service

1-6 Pod解析_結構和定義

1-7 Pod解析_基本配置

1-8 Pod解析_鏡像拉取策略

1-9 Pod解析_啟動命令

1-10 Pod解析_環境變量

1-11 Pod解析_端口設置

1-12 Pod解析_資源配額

2-1 Pod解析_生命週期 _概述

2-2 Pod解析_生命週期 _創建和終止

2-3 Pod解析_生命週期 _初始化容器

2-4 Pod解析_生命週期 _鉤子函數

2-5 Pod解析_生命週期 _容器探測

2-6 Pod解析_生命週期 _容器探測補充

2-7 Pod解析_生命週期 _重啟策略

2-8 Pod解析_調度 _概述

2-9 Pod解析_定向調度

2-10 Pod解析_親和性調度 _概述

2-11 Pod解析_親和性調度 _nodeAffinity

2-12 Pod解析_親和性調度 _podAffinity

2-13 Pod解析_親和性調度 _podAntiAffinity

2-14 Pod解析_調度 _污點

2-15 Pod解析_調度 _容忍

3-1 Pod 控制器_概述

3-2 Pod 控制器_ReplicaSet

3-3 Pod 控制器_Deployment _基礎

3-4 Pod 控制器_Deployment _擴容器

3-5 Pod 控制器_Deployment _升級策略

3-6 Pod 控制器_Deployment _版本回退

3-7 Pod 控制器_Deployment _金絲雀發布

3-8 Pod 控制器_HPA (上)

3-9 Pod 控制器_HPA (下)

3-10 Pod 控制器_DaemonSet

3-11 Pod 控制器_Job

3-12 Pod 控制器_CronJob

3-13 Service_概述

3-14 Service_資源清單文件介紹

3-15 Service_實驗 _環境準備

3-16 Service_實驗 _ClusterIP 類型

3-17 Service_實驗 _HeadLines 類型

3-18 Service_實驗 _NodePort 類型

3-19 Service_實驗 LoadBalancer 類型

3-20 Service_實驗 ExternalName 類型

4-1 Ingress 介紹

4-2 Ingress案例_環境準備

4-3 Ingress案例_http代理

4-4 Ingress案例_http代理

4-5 數據存儲介紹

4-6 基本存儲_EmptyDir

4-7 基本存儲_HostPath

4-8 基本存儲_NFS

4-9 高級存儲_pv和pvc的介紹

4-10 高級存儲_pv

4-11 高級存儲_pvc

4-12 高級存儲_pv和pvc的生命週期

4-13 配置存儲_configmap

4-14 配置存儲_secret

4-15 安全認證_概述

4-16 安全認證_認證方式

4-17 安全認證_授權管理

4-18 安全認證_進入控制

4-19 DashBoard_部署

4-20 DashBoard_使用演示