kubernetes资源管理详解

Posted 2021-09-01 我的紫霞辣辣

资源管理介绍

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的本质上就是一个集群系统，用户可以在集群中部署各种服务，所谓的部署服务，其实就是在kubernetes集群中运行一个个的容器，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中服务，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

YAML语言介绍

YAML是一个类似 XML、JSON 的标记性语言。它强调以数据为中心，并不是以标识语言为重点。因而YAML本身的定义比较简单，号称"一种人性化的数据格式语言"。

# XML格式
<nana>
	<age>18</age>
    <address>上海</address>
</nana>

# ymall语法
nana:
  age: 18
  address: shanghai

YAML的语法比较简单，主要有下面几个：

• 大小写敏感
• 使用缩进表示层级关系
• 缩进不允许使用tab，只允许空格( 低版本限制 )
• 缩进的空格数不重要，只要相同层级的元素左对齐即可
• '#'表示注释

YAML支持以下几种数据类型：

• 纯量：单个的、不可再分的值
• 对象：键值对的集合，又称为映射（mapping）/ 哈希（hash） / 字典（dictionary）
• 数组：一组按次序排列的值，又称为序列（sequence） / 列表（list）

小提示：

1. 书写yaml切记: 后面要加一个空格

2. 如果需要将多段yaml配置放在一个文件中，中间要使用—分隔

3. 下面是一个yaml转json的网站，可以通过它验证yaml是否书写正确： yaml转json网址

资源管理方式

• 命令式对象管理：直接使用命令去操作kubernetes资源

  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

  kubectl create/patch -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

  # apply只能用于文件存在即更新，文件不存在即创建新文件
  kubectl apply -f nginx-pod.yaml
  

类型	操作对象	适用环境	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，操作麻烦
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

命令式对象管理

kubectl命令

kubectl是kubernetes集群的命令行工具，通过它能够对集群本身进行管理，并能够在集群上进行容器化应用的安装部署。kubectl命令的语法如下：

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

• comand：指定要对资源执行的操作，例如create、get、delete

• type：指定资源类型，比如deployment、pod、service

• name：指定资源的名称，名称大小写敏感

• flags：指定额外的可选参数

  # 查看所有pod
  kubectl get pod 
  
  # 查看某个pod
  kubectl get pod pod_name
  
  # 查看某个pod,以yaml格式展示结果
  kubectl get pod pod_name -o yaml
  

资源类型

kubernetes中所有的内容都抽象为资源，可以通过下面的命令进行查看:

kubectl api-resources	

操作

kubernetes允许对资源进行多种操作，可以通过--help查看详细的操作命令：
  
kubectl --help

下面以一个 namespace / pod 的创建和删除简单演示下命令的使用

# 创建一个namespace
[root@k8s-master-01 ~]# kubectl create namespace dev
namespace/dev created

# 获取namespace
[root@k8s-master-01 ~]# kubectl get ns
NAME              STATUS   AGE
default           Active   36h
dev               Active   6s
kube-node-lease   Active   36h
kube-public       Active   36h
kube-system       Active   36h

# 在此namespace下创建并运行一个nginx的Pod
[root@k8s-master-01 ~]# kubectl run pod --image=nginx -n dev
pod/pod created

# 查看新创建的pod
[root@k8s-master-01 ~]# kubectl get pod -n dev
NAME   READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod    1/1     Running   0          27s

# 删除指定的pod
[root@k8s-master-01 ~]# kubectl delete pod pod -n dev
pod "pod" deleted

# 删除指定的namespace
[root@k8s-master-01 ~]# kubectl delete ns dev
namespace "dev" deleted

命令式对象配置

命令式对象配置就是使用命令配合配置文件一起来操作kubernetes资源。

1. 创建一个nginxpod.yaml：

[root@k8s-master-01 ~]# vim nginxpod.yml 
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: dev

---				# ---表示将yaml配置分成多段

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

2. 执行create命令，创建资源

[root@k8s-master-01 ~]# kubectl create -f nginxpod.yml 
namespace/dev created
pod/nginxpod created

# 此时发现创建了两个资源对象，分别是namespace和pod

3. 执行get命令，查看资源

[root@k8s-master-01 ~]# kubectl get -f nginxpod.yml 
NAME            STATUS   AGE
namespace/dev   Active   2m54s

NAME           READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/nginxpod   1/1     Running   0          2m54s

# 这样就显示了两个资源对象的信息

4. 执行delete命令，删除资源

[root@k8s-master-01 ~]# kubectl delete -f nginxpod.yml 
namespace "dev" deleted
pod "nginxpod" deleted

# 此时发现两个资源对象被删除了

总结:

• 命令式对象配置的方式操作资源，可以简单的认为：命令 + yaml配置文件（里面是命令需要的各种参数）

声明式对象配置

声明式对象配置跟命令式对象配置很相似，但是它只有一个命令apply。

# 首先执行一次kubectl apply -f yaml文件，发现创建了资源
[root@k8s-master-01 ~]# kubectl apply -f nginxpod.yml 
namespace/dev created
pod/nginxpod created

# 再次执行一次kubectl apply -f yaml文件，发现说资源没有变动
[root@k8s-master-01 ~]# kubectl apply -f nginxpod.yml 
namespace/dev unchanged
pod/nginxpod unchanged

# 修改yaml文件，将yaml配置的第二段内容进行修改(修改下载nginx的版本)
[root@k8s-master-01 ~]# vim nginxpod.yml 
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: dev

---

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginxpod
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - name: nginx-containers
    image: nginx:1.17.2

# 再次执行一次kubectl apply -f yaml文件，发现yaml文件的第一段内容没有变，第二段内容更新了
[root@k8s-master-01 ~]# kubectl apply -f nginxpod.yml 
namespace/dev unchanged
pod/nginxpod configured

# 查看pod详情信息
[root@k8s-master-01 ~]# kubectl describe pod nginxpod -n dev
...
Events:
  Type    Reason     Age                    From               Message
  ----    ------     ----                   ----               -------
  Normal  Scheduled  7m50s                  default-scheduler  Successfully assigned dev/nginxpod to k8s-node-01
  Normal  Pulled     7m50s                  kubelet            Container image "nginx:1.17.1" already present on machine
  Normal  Killing    7m21s                  kubelet            Container nginx-containers definition changed, will be restarted
  Normal  Pulling    7m21s                  kubelet            Pulling image "nginx:1.17.2"
  Normal  Created    6m33s (x2 over 7m50s)  kubelet            Created container nginx-containers
  Normal  Started    6m33s (x2 over 7m50s)  kubelet            Started container nginx-containers
  Normal  Pulled     6m33s                  kubelet            Successfully pulled image "nginx:1.17.2" in 47.979163145s

总结:
其实声明式对象配置就是使用apply描述一个资源最终的状态（在yaml中定义状态）
使用apply操作资源：

• 如果资源不存在，就创建，相当于 kubectl create
• 如果资源已存在，就更新，相当于 kubectl patch

扩展：kubectl可以在node节点上运行吗 ?

kubectl的运行是需要进行配置的，它的配置文件是$HOME/.kube，
如果想要在node节点运行此命令，需要将master上的.kube文件复制到node节点上，即在master节点上执行下面操作：

scp -r HOME/.kube root@node1:HOME/

使用推荐: 三种方式应该怎么用 ?

创建/更新资源          使用声明式对象配置 kubectl apply -f  XXX.yaml

删除资源              使用命令式对象配置 kubectl delete -f  XXX.yaml

查询资源              使用命令式对象管理 kubectl get(describe) 资源名称