k8s技術總結（一）

在學習完docker之後，也很有必要再學習k8s的一些理論和技術。

一、基礎概念

kubernetes（k8s）和docker在容器管理領域具有不同的側重點和優勢。當前docker主要關註單個容器的構建、運行和管理，而k8s則專註於大規模的容器編排和管理。k8s在以下幾個特性中，更具有優勢。

特性1：自動化部署和管理

特性2：服務發現和負載均衡

特性3：自動擴展、自愈能力

簡單說，k8s屬於master-worker架構，master節點負責核心調度，管理，worker節點用來執行用戶程式。建議master節點單獨部署（一臺實體伺服器），但可以有多個master node。master node所需的一些組件，kube-apiserver、scheduler、etcd。worker node所需的一些組件，kubelet、kube-proxy、container runtime。

                                                                            k8s服務參考圖

二、k8s集群的操作和命令

1、我們使用kubectl，kubectl 是與 Kubernetes 集群交互的主要命令行工具。其基本語法結構為：

kubectl [command] [TYPE] [NAME] [flags]

2、常見操作命令

集群相關

# 查看所有節點
kubectl get nodes
# 查看集群信息
kubectl cluster-info

pod：Pod 是 Kubernetes 中的最小可部署單位，代表一組緊密耦合的容器。每個 Pod 包含一個或多個容器，這些容器共用網路和存儲。通常，一個 Pod 運行一個主容器（例如，Web伺服器），以及一些輔助容器（如日誌收集、監控代理等）。

Pod 通常不直接創建，而是通過更高級別的控制器（如 Deployment）來管理。

相關操作：

# 查看Pod列表
kubectl get pods
# 查看指定命名空間下的Pod
kubectl get pods -n <namespace>
# 詳細描述Pod：輸出Pod的詳細信息，包括事件、狀態、配置信息等
kubectl describe pod <pod-name>
# 查看Pod的日誌
kubectl logs <pod-name>
# 進入Pod的容器
kubectl exec -it <pod-name> -- /bin/bash
# 刪除Pod
kubectl delete pod <pod-name> --force

service：是一種用於定義一組 Pod 的網路訪問策略的資源對象。它為外部系統或內部組件提供了穩定的訪問入口，即使這些 Pod 的 IP 地址會隨著 Pod 的創建和銷毀而變化。Service 通過將流量分發到符合選擇條件的 Pod 來實現負載均衡。

Kubernetes 支持多種類型的 Service，不同類型的 Service 適用於不同的網路需求：

1. ClusterIP（預設類型）：

   • 僅在集群內部可訪問。
   • 為 Service 創建一個虛擬 IP（Cluster IP），用於在集群內部的其他服務間進行通信。
   • 適用於服務之間的內部通信。

2. NodePort：

   • 將服務暴露在每個節點的某個埠上（範圍是 30000-32767），通過 <NodeIP>:<NodePort> 訪問。
   • 適用於需要從集群外部直接訪問服務的情況。

3. LoadBalancer：

   • 在支持的雲環境中（如 AWS、GCP），自動創建一個外部負載均衡器，並將其與 Service 關聯。
   • 將流量轉發到 Service 對應的 NodePort 或 ClusterIP。
   • 適用於需要自動創建雲提供商的負載均衡器來暴露服務的情況。

4. ExternalName：

   • 將服務的 DNS 名稱映射到外部的 DNS 名稱。
   • 沒有選擇器，與其他服務類型不同，它不會選擇集群中的 Pod，而是返回 CNAME 記錄。
   • 適用於訪問集群外部的資源，如資料庫服務。

相關操作：

# 查看Service列表：列出所有Service及其對應的ClusterIP、外部IP等信息
kubectl get services
# 查看Service詳細信息
kubectl describe service <service-name>
# 刪除service
kubectl delete service <service-name>

deployment：Deployment 是一種用於管理應用程式的 Kubernetes 控制器。它提供聲明式更新機制，使你能夠管理應用的副本數量、更新策略等。Deployment 是管理 Pod 的常用方式，它確保指定數量的 Pod 始終運行，並且可以自動執行滾動更新和回滾操作。

相關操作：

# 創建Deployment：使用指定鏡像創建一個新的Deployment
kubectl create deployment <deployment-name> --image=<image-name>
# 查看Deployment列表
kubectl get deployments
# 查看Deployment詳細信息
kubectl describe deployment <deployment-name>
# 更新Deployment的鏡像：更新Deployment中容器的鏡像，會觸發滾動更新
kubectl set image deployment/<deployment-name> <container-name>=<new-image>
# 擴展或縮減Deployment的Pod副本數
kubectl scale deployment <deployment-name> --replicas=<number>
# 編輯Deployment
kubectl edit deployment <deployment-name>
# 刪除Deployment
kubectl delete deployment <deployment-name>

ConfigMap資源：是 Kubernetes 中用於存儲非機密配置信息的對象。它將配置信息以鍵值對的形式存儲，可以將這些配置註入到容器中作為環境變數、命令行參數，或掛載為文件。ConfigMap 允許配置與容器鏡像分離，使得應用程式更易於配置和管理。

相關操作：

# 創建ConfigMap
kubectl create configmap <configmap-name> --from-literal=<key>=<value>
# 查看ConfigMap列表
kubectl get configmaps
# 查看ConfigMap詳細信息
kubectl describe configmap <configmap-name>
# 編輯Configmap
kubectl edit configmap <configmap-name>

命名空間：是 Kubernetes 中用於資源隔離的邏輯分區。它允許你在同一個集群中隔離不同的項目或團隊的資源。每個 Namespace 之間的資源是獨立的，例如 Pod、Service 等，因此可以避免不同應用或團隊之間的衝突。

相關操作：

# 查看命名空間列表
kubectl get namespaces
# 創建新的命名空間
kubectl create namespace <namespace-name>
# 刪除命名空間
kubectl delete namespace <namespace-name>
# 在指定命名空間中操作：可以用 -n 標誌指定操作的命名空間
kubectl get pods -n <namespace-name>

資源監控

# 持續監控pod
kubectl get pods -w
# 監控特定資源
kubectl top pod