kubernetes 五大核心资源

Posted 2021-09-01 我的紫霞辣辣

Namespace

• Namespace是kubernetes系统中的一种非常重要资源，它的主要作用是用来实现多套环境的资源隔离或者多租户的资源隔离。

• 默认情况下，kubernetes集群中的所有的Pod都是可以相互访问的。但是在实际中，可能不想让两个Pod之间进行互相的访问，那此时就可以将两个Pod划分到不同的namespace下。kubernetes通过将集群内部的资源分配到不同的Namespace中，可以形成逻辑上的"组"，以方便不同的组的资源进行隔离使用和管理。

• 可以通过kubernetes的授权机制，将不同的namespace交给不同租户进行管理，这样就实现了多租户的资源隔离。此时还能结合kubernetes的资源配额机制，限定不同租户能占用的资源，例如CPU使用量、内存使用量等等，来实现租户可用资源的管理。
  

kubernetes在集群启动之后，会默认创建几个namespace

[root@k8s-master-01 ~]# kubectl get namespace
NAME              STATUS   AGE
default           Active   72m		 #  所有未指定Namespace的对象都会被分配在default命名空间
kube-node-lease   Active   72m		 #  集群节点之间的心跳维护，v1.13开始引入
kube-public       Active   72m		 #  此命名空间下的资源可以被所有人访问（包括未认证用户）
kube-system       Active   72m		 #  所有由Kubernetes系统创建的资源都处于这个命名空间

namespace资源的具体操作

# 1. 查看所有的ns  命令:kubectl get ns
[root@k8s-master-01 ~]# kubectl get ns
NAME              STATUS   AGE
default           Active   75m
kube-node-lease   Active   75m
kube-public       Active   75m
kube-system       Active   75m

# 2. 查看指定的ns   命令:kubectl get ns ns名称
[root@k8s-master-01 ~]# kubectl get ns default
NAME      STATUS   AGE
default   Active   75m

# 3. 指定输出格式  命令:kubectl get ns ns名称  -o 格式参数
# kubernetes支持的格式有很多，比较常见的是wide、json、yaml
[root@k8s-master-01 ~]# kubectl get ns default -o json
{
    "apiVersion": "v1",
    "kind": "Namespace",
    "metadata": {
        "creationTimestamp": "2021-08-05T10:20:27Z",
        "labels": {
            "kubernetes.io/metadata.name": "default"
        },
        "name": "default",
        "resourceVersion": "209",
        "uid": "ea32b83d-3a22-46a0-8901-8183e4db4e47"
    },
    "spec": {
        "finalizers": [
            "kubernetes"
        ]
    },
    "status": {
        "phase": "Active"
    }
}

# 4. 查看ns详情  命令:kubectl describe ns ns名称
[root@k8s-master-01 ~]# kubectl describe ns default
Name:         default
Labels:       kubernetes.io/metadata.name=default
Annotations:  <none>
Status:       Active		# Active 命名空间正在使用中  Terminating 正在删除命名空间

# ResourceQuota		针对namespace做的资源限制
# LimitRange	针对namespace中的每个组件做的资源限制
No resource quota.
No LimitRange resource.

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

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

配置方式

# 首先准备一个yaml文件
[root@k8s-master-01 ~]# vim dev.yml
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: dev

# 然后就可以执行对应的创建和删除命令了
# 创建一个名称空间
[root@k8s-master-01 ~]# kubectl create -f dev.yml 
namespace/dev created

# 删除一个名称空间
[root@k8s-master-01 ~]# kubectl delete -f dev.yml 
namespace "dev" deleted

Pod

Pod是kubernetes集群进行管理的最小单元，程序要运行必须部署在容器中，而容器必须存在于Pod中。

Pod可以认为是容器的封装，一个Pod中可以存在一个或者多个容器。

kubernetes在集群启动之后，集群中的各个组件也都是以Pod方式运行的。可以通过下面命令查看：

# 查看kubernetes集群各个组件的Pod信息
[root@k8s-master-01 ~]# kubectl get pod -n kube-system
NAME                                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
coredns-7d7778b79-dlvkp                 1/1     Running   1          125m
coredns-7d7778b79-sdxkg                 1/1     Running   1          125m
etcd-k8s-master-01                      1/1     Running   1          125m
kube-apiserver-k8s-master-01            1/1     Running   1          125m
kube-controller-manager-k8s-master-01   1/1     Running   1          125m
kube-flannel-ds-5r7qf                   1/1     Running   1          123m
kube-flannel-ds-jjrq5                   1/1     Running   1          122m
kube-flannel-ds-qlh45                   1/1     Running   1          122m
kube-proxy-srj9w                        1/1     Running   1          122m
kube-proxy-vhk69                        1/1     Running   1          122m
kube-proxy-zcfc2                        1/1     Running   1          125m
kube-scheduler-k8s-master-01            1/1     Running   1          125m

kubernetes没有提供单独运行Pod的命令，都是通过Pod控制器来实现的。

命令格式: kubectl run (pod名称) [参数] 

# --image  指定Pod的镜像
# --port   指定端口
# --namespace  指定namespace
[root@k8s-master-01 ~]# kubectl run nginx --image=nginx --port=80 --namespace dev	 
pod/nginx created

pod资源的具体操作

# 创建一个pod节点,不指定pod控制器
[root@k8s-master-01 ~]# kubectl run nginx --image=nginx --port=80 --namespace dev	 
pod/nginx created

# 查看Pod基本信息
[root@k8s-master-01 ~]# kubectl get pods -n dev
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx   1/1     Running   0          3m40s

# 查看Pod的详细信息
[root@k8s-master-01 ~]# kubectl describe pod nginx -n dev
Name:         nginx
Namespace:    dev
Priority:     0
Node:         k8s-node-01/192.168.15.12
Start Time:   Thu, 05 Aug 2021 21:49:40 +0800
Labels:       run=nginx
Annotations:  <none>
Status:       Running
IP:           10.244.1.5
IPs:
  IP:  10.244.1.5
Containers:
  nginx:
    Container ID:   docker://3d7d82534a251658d36d14d7e7ff3a1e9bef1bdc5205bfa9c8665baffeb57a59
    Image:          nginx
    Image ID:       docker-pullable://nginx@sha256:8f335768880da6baf72b70c701002b45f4932acae8d574dedfddaf967fc3ac90
    Port:           80/TCP
    Host Port:      0/TCP
    State:          Running
      Started:      Thu, 05 Aug 2021 21:49:59 +0800
    Ready:          True
    Restart Count:  0
    Environment:    <none>
    Mounts:
      /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from kube-api-access-t8ktx (ro)
Conditions:
  Type              Status
  Initialized       True 
  Ready             True 
  ContainersReady   True 
  PodScheduled      True 
Volumes:
  kube-api-access-t8ktx:
    Type:                    Projected (a volume that contains injected data from multiple sources)
    TokenExpirationSeconds:  3607
    ConfigMapName:           kube-root-ca.crt
    ConfigMapOptional:       <nil>
    DownwardAPI:             true
QoS Class:                   BestEffort
Node-Selectors:              <none>
Tolerations:                 node.kubernetes.io/not-ready:NoExecute op=Exists for 300s
                             node.kubernetes.io/unreachable:NoExecute op=Exists for 300s
Events:
  Type    Reason     Age    From               Message
  ----    ------     ----   ----               -------
  Normal  Scheduled  4m4s   default-scheduler  Successfully assigned dev/nginx to k8s-node-01
  Normal  Pulling    4m3s   kubelet            Pulling image "nginx"
  Normal  Pulled     3m45s  kubelet            Successfully pulled image "nginx" in 18.621044507s
  Normal  Created    3m45s  kubelet            Created container nginx
  Normal  Started    3m45s  kubelet            Started container nginx

# 获取podIP
[root@k8s-master-01 ~]# kubectl get pods -n dev -o wide
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP           NODE          NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx   1/1     Running   0          10m   10.244.1.5   k8s-node-01   <none>           <none>

# 访问POD
[root@k8s-master-01 ~]# curl 10.244.1.5:80
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
...

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

# 稍等片刻，再查询Pod，发现Pod被删除了
[root@k8s-master-01 ~]# kubectl get pods -n dev
No resources found in dev namespace.

# 注意: 如果当前Pod是由Pod控制器创建的，控制器会监控Pod状况，一旦发现Pod死亡，会立即重建
# 此时要想删除Pod，必须删除Pod控制器

配置操作

# 创建一个pod-nginx.yaml
[root@k8s-master-01 ~]# vim pod-nginx.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
  namespace: dev
spec:
  containers:
    - image: nginx
      name: pod
      ports:
        - name: nginx-port
          containerPort: 80
          protocol: TCP


# 然后就可以执行对应的创建和删除命令了:
# 创建:
[root@k8s-master-01 ~]# kubectl create -f pod-nginx.yaml 
pod/nginx created

# 删除:
[root@k8s-master-01 ~]# kubectl delete -f pod-nginx.yaml 
pod "nginx" deleted

Label

Label是kubernetes系统中的一个重要概念。它的作用就是在资源上添加标识，用来对它们进行区分和选择。

Label的特点：

• 一个Label会以key/value键值对的形式附加到各种对象上，如Node、Pod、Service等等
• 一个资源对象可以定义任意数量的Label ，同一个Label也可以被添加到任意数量的资源对象上去
• Label通常在资源对象定义时确定，当然也可以在对象创建后动态添加或者删除

可以通过Label实现资源的多维度分组，以便灵活、方便地进行资源分配、调度、配置、部署等管理工作。
一些常用的Label 示例如下：

• 版本标签：“version”:“release”, “version”:“stable”…
• 环境标签：“environment”:“dev”，“environment”:“test”，“environment”:“pro”
• 架构标签：“tier”:“frontend”，“tier”:“backend”

标签定义完毕之后，还要考虑到标签的选择，这就要使用到Label Selector，即：

Label用于给某个资源对象定义标识

Label Selector用于查询和筛选拥有某些标签的资源对象

当前有两种Label Selector：

基于等式的Label Selector   
name = slave: 选择所有包含Label中key="name"且value="slave"的对象   
env != production: 选择所有包括Label中的key="env"且value不等于"production"的对象

基于集合的Label Selector
name in (master, slave): 选择所有包含Label中的key="name"且value="master"或"slave"的对象
name not in (frontend): 选择所有包含Label中的key="name"且value不等于"frontend"的对象

标签的选择条件可以使用多个，此时将多个Label Selector进行组合，使用逗号 “,” 进行分隔即可。例如：

name=slave，env!=production

name not in (frontend)，env!=production

Label资源的具体操作

# 为pod资源打标签
[root@k8s-master-01 ~]# kubectl label pod nginx version=1.0 -n dev
pod/nginx labeled

# 为pod资源更新标签
[root@k8s-master-01 ~]# kubectl label pod nginx version=2.0 -n dev --overwrite
pod/nginx labeled

# 查看标签
[root@k8s-master-01 ~]# kubectl get pod nginx -n dev --show-labels
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
nginx   1/1     Running   0          12m   run=nginx,version=2.0

# 筛选标签
[root@k8s-master-01 ~]# kubectl get pod -n dev -l version=2.0 --show-labels
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
nginx   1/1     Running   0          12m   run=nginx,version=2.0
[root@k8s-master-01 ~]# kubectl get pod -n dev -l version!=2.0 --show-labels
No resources found in dev namespace.

# 删除标签
[root@k8s-master-01 ~]# kubectl label pod nginx version- -n dev
pod/nginx labeled

配置操作

# 创建一个pod-nginx.yaml
[root@k8s-master-01 ~]# vim pod-nginx.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
  namespace: dev
  labels:
    version: "3.0" 
    env: "test"
spec:
  containers:
  - image: nginx:1.17.1
    name: pod
    ports:
    - name: nginx-port
      containerPort: 80
      protocol: TCP

# 然后就可以执行对应的更新命令了: kubectl apply -f pod-nginx.yaml

Deployment

• 在kubernetes中，Pod是最小的控制单元，但是kubernetes很少直接控制Pod，一般都是通过Pod控制器来完成的。Pod控制器用于pod的管理，确保pod资源符合预期的状态，当pod的资源出现故障时，会尝试进行重启或重建pod。

• 在kubernetes中Pod控制器的种类有很多，本章节只介绍一种：Deployment。