云原生技术容器编排学习（第四集）

Posted 2022-06-15 技术能量站

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了云原生技术容器编排学习（第四集）相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

1、简述

操作k8s集群可以分为两种方式：

使用kubectl命令行工具；
通过Dashboard页面可视化操作。Dashboard在k8s上是以插件的方式安装，集群出现问题时可能无法正常显示，还需要使用kubectl命令行工具来排查问题，并且命令行的方式效率很高，因此kubectl的安装与配置是管理员必须要掌握的。

2、环境准备

2.1 安装 kubectl

kubectl本身只是一个可执行文件，不需要处理依赖关系，因此安装很简单，根据安装平台，下载相应的可执行文件然后配置环境变量既可。国内用户最可能遇到的问题就是无法下载（保存在谷歌的服务器上，需要科学上网）。

kubectl下载：根据自己的操作系统选择相对应的可执行文件，以Windows为例，下载kubectl.exe文件。上传了百度云，有需要可以自行下载。
链接：https://pan.baidu.com/s/12PlWum80u90UPPyQdVBKEg 密码：lbas
环境变量配置：打开环境变量编辑窗口，添加名为KUBECTL的变量，其值为kubectl.exe文件所在路径，在Path中再添加“%KUBECTL%”。同样的，也可以直接在Path中添加kubectl路径。

配置

安装完kubectl之后，还对它进行基本的配置，新建一个config文件（磁盘中任意位置，需要配置名为KUBECONFIG的环境变量，路径指向config文件，同kubectl配置操作）没有后缀，重命名为config。

apiVersion: v1
kind: Config
preferences: 

#集群
clusters:
- cluster:
    certificate-authority-data: #CA证书
    server: #api server地址
  name: k8sprod

#用户
users:
- name: admin
  user:
    as-user-extra: 
    client-certificate-data: #admin证书
    client-key-data: #私钥

#上下文
contexts:
- context:
    cluster: k8sprod
    user: admin
  name: admin

#设置默认上下文
current-context: admin

可以看到，配置文件中主要包含三部分：

clusters：指定CA证书和api server地址
users：集群用户，可以使用证书或者用户名、密码的方式登录
contexts：上下文，绑定用户与集群，可以设置默认使用的context

文件配置完成后，可以使用 kubectl cluster-info 查看是否可以正常操作集群。配置文件中可以指定多个集群、多个用户、多个上下文，方便对k8s集群的统一管理，迅速切换。
kubectl config use-context admin //设置当前使用的上下文

相关资料

2.3 安装 minikube

安装环境

vmware的ubuntu18.04.1的虚拟机

# lsb_release -a
No LSB modules are available.
Distributor ID:	Ubuntu
Description:	Ubuntu 18.04.1 LTS
Release:	18.04
Codename:	bionic

容器:

# docker version
Client:
 Version:           18.09.7
 API version:       1.39
 Go version:        go1.10.1
 Git commit:        2d0083d
 Built:             Fri Aug 16 14:20:06 2019
 OS/Arch:           linux/amd64
 Experimental:      false

Server:
 Engine:
  Version:          18.09.7
  API version:      1.39 (minimum version 1.12)
  Go version:       go1.10.1
  Git commit:       2d0083d
  Built:            Wed Aug 14 19:41:23 2019
  OS/Arch:          linux/amd64
  Experimental:     false

前置条件

支持虚拟化
egrep -q ‘vmx|svm’ /proc/cpuinfo && echo yes || echo no 这里得输出是yes,表示你的机器支持虚拟化
安装virtualbox(不是必须的了)
Minikube 也支持 --vm-driver=none 选项来在本机运行 Kubernetes 组件，这时候需要本机安装了 Docker。此外 none 驱动会运行一个不安全的API Server，会导致安全隐患，不建议在个人工作环境安装。下载地址：https://www.virtualbox.org/wiki/Linux_Downloads

启动

##以前
minikube start

## 现在,某些选项要明确指定了, 比如–image-mirror-country 为cn的时候,就用的阿里,
##阿里代表cn了，以前用这个阿里的minikube是直接start的,现在:
minikube start --image-mirror-country cn
–iso-url=https://kubernetes.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/minikube/iso/minikube-v1.5.1.iso
–registry-mirror=https://xxxx.mirror.aliyuncs.com
–kubernetes-version=v1.16.2
–image-repository=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers
–vm-driver=none

参数说明

–vm-driver=none：这代表用宿主机的docker来搞,用kvm或者virtualbox太耗资源了,以前你用虚拟机的时候用minikube ssh登陆进vm,再docker ps看到一堆容器,现在这堆容器直接起在你的宿主机里了.
–registry-mirror：这里用你自己的阿里云镜像加速器地址
mainland：minikube start -h 里有2个地方出现了mainland,分别是:
- -image-mirror-country
- -image-repository

基本架构

Minikube利用本地虚拟机环境部署Kubernetes，其基本架构如下图所示：

来源：https://developer.aliyun.com/article/221687

2.3 安装 kind

kind 是另一个在开发机上快速安装 kubernetes 的管理工具。使用 kind 需要安装了 docker。这里是它的安装指南kind/quick-start.
MacOS 上使用 brew 安装 kind 的相对简单
brew install kind
Window上如果使用 choco 包管理工具安装 kind 也比较简单：
choco install kind
Linux 上安装 kind 可以直接从二进制发布包安装

curl -Lo ./kind https://kind.sigs.k8s.io/dl/v0.12.0/kind-linux-amd64
chmod +x ./kind
mv ./kind /some-dir-in-your-PATH/kind

最新的版本号，可以从这里查看：https://github.com/kubernetes-sigs/kind/releases

3. kuberctl 基本操作

3.1 使用 kubeconfig 文件组织集群访问

通过 kubectl 连接k8s集群时，默认情况下，kubectl 会在 $HOME/.kube 目录下查找名为 config 的文件，我直接root用户登录的、我的 config配置文件路径为 ~/.kube/config
下面贴上具体的配置和简要注释：

apiVersion: v1
kind: Config
clusters:
- name: "fralychen"  # 集群名称、下面的contexts里面的cluster:value值对应
  cluster:
    server: "https://rancher.fralychen.com/k8s/clusters/a-99abr"

users:
- name: "fralychen"  # 用户名称、下面的contexts里面的user:value值对应
  user:
    token: "****"

contexts:
- name: "fralychen"  # 上下文名称、在命令行中做集群切换时会用到
  context:
    user: "fralychen"
    cluster: "fralychen"

current-context: "fralychen"  # 当前正在使用的上下文名称、表示kubectl连接的集群为fralychen

3.2 配置对多集群的访问

在将集群、用户和上下文定义在一个或多个配置文件中之后，用户可以使用 kubectl config use-context 命令快速地在集群之间进行切换。rancher针对每个集群都有对应的kubeconfig文件，文件中连接的用户（user）名、集群(cluster)名、上下文（contexts）都是对应的，我这边根据字段一一添加到~/.kube/config文件中即可

apiVersion: v1
kind: Config
clusters:
- name: "fralychen" 
  cluster:
    server: "https://rancher.fralychen.com/k8s/clusters/a-99abr"
- name: "fralychen1"   # 这是新加的
  cluster:
    server: "https://rancher.fralychen.com/k8s/clusters/c-t8nci"

users:
- name: "fralychen" 
  user:
    token: "****"
- name: "fralychen1"   # 这是新加的
  user:
    token: "***"

contexts:
- name: "fralychen"  
  context:
    user: "fralychen"
    cluster: "fralychen"
- name: "fralychen1"   # 这是新加的
  context:
    user: "fralychen1"
    cluster: "fralychen1"


current-context: "fralychen"

apiVersion: v1
clusters:
- cluster:
    certificate-authority-data: wTU1aS1NLV2MrRS9JVXpsSEY3UGlYYzBUMXZNazRLbm11cwp5VlNmZz0tLS0tRU5EIENFUlRJRklDQVRFLS0tLS0K
    server: https://10.111.111.111:6443
  name: abj
- cluster:
    certificate-authority-data: MKWHU5emloM0U0VUs0Ri9MTGRpTzA0MFIvVTV1YlJmQUVLWFUlRJRklDQVRFLS0tLS0K
    server: https://10.111.111.111:6443
  name: asg
- cluster:
    certificate-authority-data: LS0tLS1CRUdJTiBDRVJUSUZJQ0FURS0tLS0tCk1JSUQ2ekNDQXRPZ0F3i0tLS0tRU5EIENFUlRJRklDQVRFLS0tLS0K
    server: https://10.111.111.111:6443
  name: cloud9-rs-bj
contexts:
- context:
    cluster: abj
    user: abj
  name: abj
- context:
    cluster: asg
    user: asg
  name: asg
- context:
    cluster: cloud9-rs-bj
    user: cloud9-rs-bj
  name: cloud9-rs-bj
current-context: fr
kind: Config
preferences: 
users:
- name: abj
  user:
    client-certificate-data: dE92eXZrOWgKLS0tLS1FTkQgQ0VSVElGSUNBVEUtLS0tLQo=
    client-key-data: RFIEtFWS0tLS0tCg==
- name: asg
  user:
    client-certificate-data: hNU0VlNmVnWFVmWi9XWjVoY091ejIKLS0tLS1FTkQgQ0VSVElGSUNBVEUtLS0tLQo=
    client-key-data: E9PQotLS0tLUVORCBSU0EgUFJJVkFURSBLRVktLS0tLQo=
- name: cloud9-rs-bj
  user:
    client-certificate-data: EZRTlk4MlREbXNiU2E0S0ZQaGprZXM2TE9mTEtzLzM5NHRDS1BoagotLS0tLUVORCBDRVJUSUZJQ0FURS0tLS0tCg==
    client-key-data: bnc9PQotLS0tLUVORCBSU0EgUFJJVkFURSBLRVktLS0tLQo=

3.3 集群切换

kubectl config view #查看config配置信息

3.4 kubectl config 常见命令

current-context 显示 current_context
delete-cluster 删除 kubeconfig 文件中指定的集群
delete-context 删除 kubeconfig 文件中指定的 context
get-clusters 显示 kubeconfig 文件中定义的集群
get-contexts 描述一个或多个 contexts
rename-context Renames a context from the kubeconfig file.
set 设置 kubeconfig 文件中的一个单个值
set-cluster 设置 kubeconfig 文件中的一个集群条目
set-context 设置 kubeconfig 文件中的一个 context 条目
set-credentials 设置 kubeconfig 文件中的一个用户条目
unset 取消设置 kubeconfig 文件中的一个单个值
use-context 设置 kubeconfig 文件中的当前上下文
view 显示合并的 kubeconfig 配置或一个指定的 kubeconfig 文件

4. k8s 服务部署

4.1 部署和查看

回顾我们在 “使用Dockerfile制作镜像” 一节里制作过的 python docker 镜像程序。镜像推送到镜像仓库的tag名字是fanfeilong/cloud_native_hello_py，源码结构如下：

├── .dockerignore
├── .gitignore
├── Dockerfile
├── README.md
└── src
    ├── main.py
    └── requirements.txt

我们在根目录下创建一个 k8s 的部署配置文件，文件是 yaml 格式，文件名为k8s_python_sample_code.deployment.yml，内容如下，注意name字段不能是下划线命名风格：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: cloud-native-hello-py
  labels:
    app: cloud-native-hello-py
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: cloud-native-hello-py
  template:
    metadata:
      labels:
        app: cloud-native-hello-py
    spec:
      containers:
      - name: cloud-native-hello-py
        image: fanfeilong/cloud_native_hello_py
        ports:
        - containerPort: 1024

通过一组操作来部署和查看状态：

使用命令 kubectl create -f k8s.deployment.yaml 部署到 k8s 集群，“部署” 本身被当一种资源创建过程
使用命令 kubectl get deployments 查看部署情况
使用命令kubectl rollout status deployment/cloud-native-hello-py查看状态。

4.2 查看 ReplicaSet 和 Pods

k8s 通过 deployment 部署，deployment 管理副本集合ReplicaSet ，而 ReplicaSet 包含多个Pod。那么Pod又是什么呢？

Pod是一个或多个容器的组合，这些容器共享存储、网络和命名空间，以及如何运行的规范。Pod是 K8s 的最小可部署单元。

我们先通过命令kubectl get rs直观地看下 ReplicaSet
我们再通过命令kubectl get pods直观地看下 pods

可以看到有一个 ReplicaSet，管理三个 Pods。ReplicaSet 管理多个 Pod，确保以指定个数的副本运行部署的服务。

ReplicaSet 的信息解释：

NAME：ReplicaSet 名字
DESIRED：需要的 pod 副本个数
CURRENT：当前运行的 pod 副本个数
READY: 有多少个副本对用户可用
AGE：运行开始到现在的时间

Pod的列信息大同小异：

NAME: 名字
READY：就绪状态
STATUS：运行状态
RESTARTS：重启次数
AGE：运行开始到现在的时间

4.3 使用 kubectl 启动服务(service)

经过 deployment，cloud_native_hello_py 项目的目录结构如下：

.
├── Dockerfile
├── README.md
├── k8s.deployment.yaml
└── src
    ├── main.py
    └── requirements.txt

在根目录下增加一个文件k8s.service.yaml，内容如下：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: cloud-native-hello-py
spec:
  selector:
    app: cloud-native-hello-py
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 1024
      targetPort: 1024

注意： targetPort 必须和 deployment 步骤里容器的导出端口一致

使用如下的命令来创建服务
kubectl create -f k8s.service.yaml

对服务做下端口转发

使用浏览器直接访问

HelloWorld! 恭喜你成功地在 K8S 上部署启动了一个 Python Flask 后端服务。

以上是关于云原生技术容器编排学习（第四集）的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

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