Kubernetes 学习笔记

栏目: 服务器 · 发布时间: 6年前

内容简介：Kubernetes 学习笔记

主要来源于官网的教程，从基础入手，循序渐进，还有在线实验，非常友好

更新历史

2017.06.05: 开始学习

Kubernetes 基础

先来看一段来自这里的简介（我更新了一下链接）：

Kubernetes 是 Google 开源的容器集群管理系统，其提供应用部署、维护、扩展机制等功能，利用Kubernetes 能方便地管理跨机器运行容器化的应用。Kubernetes 可以在物理机或虚拟机上运行，且支持部署到 AWS，Azure，GCE 等多种公有云环境。介绍分布式训练之前，需要对 Kubernetes 有一个基本的认识，下面先简要介绍一下本文用到的几个 Kubernetes 概念。

Node 表示一个 Kubernetes 集群中的一个工作节点，这个节点可以是物理机或者虚拟机，Kubernetes 集群就是由 node 节点与 master 节点组成的。
Pod 是一组(一个或多个)容器，pod 是 Kubernetes 的最小调度单元，一个 pod 中的所有容器会被调度到同一个 node 上。Pod 中的容器共享 NET，PID，IPC，UTS 等 Linux namespace。由于容器之间共享 NET namespace，所以它们使用同一个 IP 地址，可以通过 localhost 互相通信。不同 pod 之间可以通过IP地址访问。
Job 描述 Kubernetes 上运行的作业，一次作业称为一个 job，通常每个 job 包括一个或者多个pods，job 启动后会创建这些 pod 并开始执行一个程序，等待这个程序执行成功并返回 0 则成功退出，如果执行失败，也可以配置不同的重试机制。
Volume 存储卷，是 pod 内的容器都可以访问的共享目录，也是容器与 node 之间共享文件的方式，因为容器内的文件都是暂时存在的，当容器因为各种原因被销毁时，其内部的文件也会随之消失。通过 volume，就可以将这些文件持久化存储。Kubernetes 支持多种 volume，例如 hostPath(宿主机目录)，gcePersistentDisk，awsElasticBlockStore等。
Namespaces 命名空间，在 kubernetes 中创建的所有资源对象(例如上文的 pod，job)等都属于一个命名空间，在同一个命名空间中，资源对象的名字是唯一的，不同空间的资源名可以重复，命名空间主要为了对象进行逻辑上的分组便于管理。本文只使用了默认命名空间。
PersistentVolume : 和 PersistentVolumeClaim 结合，将外部的存储服务在 Kubernetes 中描述成为统一的资源形式，便于存储资源管理和 Pod 引用。

如果看不懂，也没有关系，接下来会更详细介绍。PS. 官方文档很有灵性，建议有英文阅读能力的同学去通读一遍，这里只是我的一些学习笔记，不如原版这么有逻辑性。

Kubernetes 集群让多台机器像一个单一组件一样运行，但是有一个前提条件，就是应用需要被打包到容器里。打包好之后 Kubernetes 会自动化地以一种高效的形式去调度容器们。一个 Kubernetes 集群有两种类型的资源：

Master 负责调度集群，维护应用状态，扩展应用和滚动更新
Nodes 负责运行各个应用。每个节点有一个 Kubelet ，是在每个节点上的客户端，负责与 master 交流。一个 Kubernetes 集群至少需要 3 个 node。
- 如果想要体验一下，可以使用 Minikube，会在单机上创建虚拟机来搭建集群（本文的教程也是用这个来展示的）

创建集群

命令如下

# 查看版本
$> minikube version
minikube version: v0.15.0-katacoda

# 启动集群
$> minikube start
Starting local Kubernetes cluster...

# 查看版本
$> kubectl version
Client Version: version.Info{Major:"1", Minor:"5", GitVersion:"v1.5.2", GitCommit:"08e09955
4f3c31f6e6f07b448ab3ed78d0520507", GitTreeState:"clean", BuildDate:"2017-01-12T04:57:25Z",
GoVersion:"go1.7.4", Compiler:"gc", Platform:"linux/amd64"}
Server Version: version.Info{Major:"1", Minor:"5", GitVersion:"v1.5.2", GitCommit:"08e09955
4f3c31f6e6f07b448ab3ed78d0520507", GitTreeState:"clean", BuildDate:"1970-01-01T00:00:00Z",
GoVersion:"go1.7.1", Compiler:"gc", Platform:"linux/amd64"}

# 查看集群状态
$> kubectl cluster-info
Kubernetes master is running at http://host01:8080
heapster is running at http://host01:8080/api/v1/proxy/namespaces/kube-system/services/heap
ster
kubernetes-dashboard is running at http://host01:8080/api/v1/proxy/namespaces/kube-system/s
ervices/kubernetes-dashboard
monitoring-grafana is running at http://host01:8080/api/v1/proxy/namespaces/kube-system/ser
vices/monitoring-grafana
monitoring-influxdb is running at http://host01:8080/api/v1/proxy/namespaces/kube-system/se
rvices/monitoring-influxdb

# 获取可用的 node
$> kubectl get nodes
NAME STATUS AGE
host01 Ready 15m

部署应用

Kubernetes 集群启动之后，就可以在这之上部署应用了。部署应用的时候 master 会进行调度并选择合适的 node，启动之后仍旧会继续监控，一旦出问题，就会自动重新启用。

我们可以使用 Kubernetes 命令行工具 Kubectl 通过 Kubernetes API 来管理部署。创建部署的时候需要指定镜像和要运行的副本个数（当然也可以后面更新），然后们就实际来部署一波，命令如下：

# 部署应用
$> kubectl run kubernetes-bootcamp --image=docker.io/jocatalin/kubernetes-bootcamp:v1 --port=8080
mp:v1 --port=8080ubernetes-bootcamp --image=docker.io/jocatalin/kubernetes-bootca
deployment "kubernetes-bootcamp" created

# 列出部署
$> kubectl get deployments
NAME DESIRED CURRENT UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
kubernetes-bootcamp 1 1 1 1 1m

# 查看部署
# 先通过 proxy 连接到正在运行的容器
$> kubectl proxy
Starting to serve on 127.0.0.1:8001

# 然后打开一个新 tab，输出 Pod 名字
$> export POD_NAME=$(kubectl get pods -o go-template --template '{{range .items}}{{.metadata.name}}{{"\n"}}{{end}}')
$> echo Name of the Pod: $POD_NAME
Name of the Pod: kubernetes-bootcamp-390780338-n7q3n

# 获取这个 pod 的输出
$> curl http://localhost:8001/api/v1/proxy/namespaces/default/pods/$POD_NAME/
Hello Kubernetes bootcamp! | Running on: kubernetes-bootcamp-390780338-n7q3n | v=1

查看应用

每个应用会在一个 Pod 中运行，一个 Pod 里可以有一个或多个应用（相当于给这些应用创建了一个共有的 localhost 环境，每个 pod 里的网络等环境是共享的）。

每个 Pod 都会运行在一个 Node 上，每个 Node 都由 Master 来管理。其中，每个 Node 都必须要有：

Kubelet ，负责与 Master 通讯，管理 node 上运行的 pods 和 containers
一个容器的 runtime，比如 docker，用来从 registry 拉取镜像，解压与运行应用

常用的 kubectl 命令有

kubectl get 列出所有的资源
kubectl describe 显示资源的详细信息
kubectl logs 输出一个 pod 中一个 container 的日志
kubectl exec 在一个 pod 中的一个 container 中执行命令

例子如下：

# 获取 pod 信息
$> kubectl get pods
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
kubernetes-bootcamp-390780338-6b9n3 1/1 Running 0 41m

# 查看 pods 详细信息
# 包括 镜像、IP 等各类信息，describe 不仅可以用于 pods，node 和 deployment 都可以
$> kubectl describe pods
Name: kubernetes-bootcamp-390780338-6b9n3
Namespace: default
Node: host01/172.17.0.41
Start Time: Mon, 05 Jun 2017 03:05:07 +0000
Labels: pod-template-hash=390780338
 run=kubernetes-bootcamp
Status: Running
IP: 172.18.0.2
Controllers: ReplicaSet/kubernetes-bootcamp-390780338
Containers:
 kubernetes-bootcamp:
 Container ID: docker://9308ecb7bb592255b5fb517ec7caa13703f7b5bb41a24145ba1eeb670693a60d
 Image: docker.io/jocatalin/kubernetes-bootcamp:v1
 Image ID: docker-pullable://jocatalin/kubernetes-bootcamp@sha256:0d6b8ee63bb5
7c5f5b6156f446b3bc3b3c143d233037f3a2f00e279c8fcc64af
 Port: 8080/TCP
 State: Running
 Started: Mon, 05 Jun 2017 03:05:08 +0000
 Ready: True
 Restart Count: 0
 Volume Mounts:
 /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from default-token-74qlr (ro)
 Environment Variables: <none>
Conditions:
 Type Status
 Initialized True
 Ready True
 PodScheduled True
Volumes:
 default-token-74qlr:
 Type: Secret (a volume populated by a Secret)
 SecretName: default-token-74qlr
QoS Class: BestEffort
Tolerations: <none>
Events:
 FirstSeen LastSeen Count From SubObjectPath Type Reason Message
 --------- -------- ----- ---- ------------- -------- ------ -------
 41m 41m 1 {default-scheduler } Normal Scheduled Successfully assigned kubernetes-bootcamp-390780338-6b9n3 to host01
 41m 41m 1 {kubelet host01} spec.containers{kubernetes-bootcamp} Normal Pulled Container image "docker.io/jocatalin/kubernetes-bootcamp:v1" already present on machine
 41m 41m 1 {kubelet host01} spec.containers{kubernetes-bootcamp} Normal Created Created container with docker id 9308ecb7bb59; Security:[seccomp=unconfined]
 41m 41m 1 {kubelet host01} spec.containers{kubernetes-bootcamp} Normal Started Started container with docker id 9308ecb7bb
59

# 获取 pod 信息
$> export POD_NAME=$(kubectl get pods -o go-template --template '{{range .items}}{{.metadata.name}}{{"\n"}}{{end}}')
$> echo Name of the Pod: $POD_NAME
Name of the Pod: kubernetes-bootcamp-390780338-6b9n3

# 查看 pod 日志
$> kubectl logs $POD_NAME
Kubernetes Bootcamp App Started At: 2017-06-05T03:05:08.494Z | Running On: kubernetes-bootcamp-390780338-6b9n3

使用服务暴露应用

Pods 是有生命周期的，也有独立的 IP 地址，随着 Pods 的创建与销毁，一个必不可少的工作就是保证各个应用能够感知这种变化。这就要提到 Service 了，Service 是 YAML 或 JSON 定义的由 Pods 通过某种策略的逻辑组合。更重要的是，Pods 的独立 IP 需要通过 Service 暴露到网络中，有以下几种方式：

ClusterIP (默认)：只在集群内部可见的地址
NodePort ：可在集群外访问，需要指定端口
LoadBalancer ：创建一个负载均衡器，IP 是固定的
ExternalName ：使用任意的名字暴露服务

依然是通过实例来感受一下

# 查看 pods 信息
$> kubectl get pods
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
kubernetes-bootcamp-390780338-76skz 1/1 Running 0 6s

# 查看服务信息
$> kubectl get services
NAME CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes 10.0.0.1 <none> 443/TCP 47s

# 暴露服务
$> kubectl expose deployment/kubernetes-bootcamp --type="NodePort" --port 8080
service "kubernetes-bootcamp" exposed

扩展应用

当业务流量暴涨，就需要根据需要扩展应用（多几个 pods），具体的原理比较简单，我们直接来看例子：

TODO

更新应用

滚动更新可以保证 0 停机时间，其实逻辑和前面的扩展差不多，可以认为是用新版本的扩展，也直接来看例子：

TODO

Hello Minikube

一个简单的教程，学习如何把本机的代码转换成 Kubernetes 可以使用的镜像

部署

hosted solution

turnkey cloud solutions

CentOS Version

以上就是本文的全部内容，希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助，也希望大家多多支持码农网

查看所有标签

猜你喜欢:

本站部分资源来源于网络，本站转载出于传递更多信息之目的，版权归原作者或者来源机构所有，如转载稿涉及版权问题，请联系我们。

码农书籍

Web Security Testing Cookbook

Paco Hope、Ben Walther / O'Reilly Media / 2008-10-24 / USD 39.99

Among the tests you perform on web applications, security testing is perhaps the most important, yet it's often the most neglected. The recipes in the Web Security Testing Cookbook demonstrate how dev......一起来看看《Web Security Testing Cookbook》这本书的介绍吧!

码农工具