Kubernetes 管理员认证(CKA)考试笔记
Posted 山河已无恙
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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Kubernetes 管理员认证(CKA)考试笔记相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
写在前面
- 嗯,准备考
cka
证书,一定要考过去。 - 这篇博客是听课后整理的笔记,适合温习。
- 博客内容涉及 数据卷(
Volume
)管理,密码管理(secret
,configmap
);
生活的意义就是学着真实的活下去,生命的意义就是寻找生活的意义 -----山河已无恙
数据卷(Volume)管理
Volume是Pod中能够被多个容器访问的共享目录。Kuberetes的Volume概念、用途和目的与Docker的Volume比较类似,但两者不能等价
。
Volume (存储卷) |
---|
Kubernetes中的Volume定义在Pod上 ,然后被一个Pod里的多个容器挂载到具体的文件目录下; |
Kubernetes中的Volume与Pod的生命周期相同 ,但与容器的生命周期不相关 ,当容器终止或者重启时, Volume中的数据也不会丢失。 |
Kubernetes支持多种类型的Volume ,例如GlusterFS, Ceph 等先进的分布式文件系统 。 |
Volume
的使用也比较简单,在大多数情况下,我们先在Pod
上声明一个Volume
,然后在容器里引用该Volume
并Mount
到容器里的某个目录上。举例来说,我们要给之前的Tomcat Pod
增加一个名字为datavol
的Volume
,并且Mount
到容器的/mydata-data
目录上,则只要对Pod的定义文件做如下修正即可(注意黑体字部分):
template:
metadata:
labels:
app: app-demo
tier: frontend
spec:
volumes:
- name: datavol
emptyDir:
containers:
- name: tomcat-demo
image: tomcat
volumeMounts:
- mountPath: /myddata-data
name: datavol
imagePullPolicy: IfNotPresent
除了可以让一个Pod
里的多个容器共享文件、让容器的数据写到宿主机的磁盘上或者写文件到网络存储中
, Kubernetes的Volume
还扩展出了一种非常有实用价值的功能,即 :容器配置文件集中化定义与管理,这是通过ConfigMap
这个新的资源对象来实现的.
Kubernetes提供了非常丰富的Volume类型
学习环境准备
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$mkdir k8s-volume-create;cd k8s-volume-create
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/k8s-volume-create]
└─$kubectl get ns
NAME STATUS AGE
default Active 49d
kube-node-lease Active 49d
kube-public Active 49d
kube-system Active 49d
liruilong Active 49d
liruilong-pod-create Active 41d
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/k8s-volume-create]
└─$kubectl create ns liruilong-volume-create
namespace/liruilong-volume-create created
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/k8s-volume-create]
└─$kubectl config set-context $(kubectl config current-context) --namespace=liruilong-volume-create
Context "context1" modified.
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/k8s-volume-create]
└─$kubectl config get-contexts
CURRENT NAME CLUSTER AUTHINFO NAMESPACE
cluster1 default
* context1 cluster1 kubernetes-admin1 liruilong-volume-create
context2 kube-system
emptyDir
一个emptyDir Volume是在Pod分配到Node时创建的。从它的名称就可以看出,它的初始内容为空
,并且无须指定宿主机上对应的目录文件,因为这是 Kubernetes自动分配的一个目录,而且这个目录实际是挂载中物理机内存中的的,当Pod从Node上移除时, emptyDir中的数据也会被永久删除
。
emptyDir
的一些用途如下:
emptyDir的一些用途 |
---|
临时空间,例如用于某些应用程序运行时所需的临时目录,且无须永久保留。 |
长时间任务的中间过程CheckPoint 的临时保存目录。 |
一个容器需要从另一个容器中获取数据的目录(多容器共享目录) |
创建一个Pod,声明volume卷
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
creationTimestamp: null
labels:
run: podvolume
name: podvolume
spec:
volumes:
- name: volume1
emptyDir:
- name: volume2
emptyDir:
containers:
- image: busybox
imagePullPolicy: IfNotPresent
command: ['sh','-c','sleep 5000']
resources:
name: podvolume1
volumeMounts:
- mountPath: /liruilong
name: volume1
- image: busybox
imagePullPolicy: IfNotPresent
name: podvolume2
volumeMounts:
- mountPath: /liruilong
name: volume2
command: ['sh','-c','sleep 5000']
dnsPolicy: ClusterFirst
restartPolicy: Always
status:
创建pod,查看运行状态
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/k8s-volume-create]
└─$kubectl apply -f pod_volume.yaml
pod/podvolume configured
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/k8s-volume-create]
└─$kubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
podvolume 0/2 CrashLoopBackOff 164 (117s ago) 37h 10.244.70.14 vms83.liruilongs.github.io <none> <none>
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/k8s-volume-create]
└─$
查看pod的数据卷类型
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/k8s-volume-create]
└─$kubectl describe pod podvolume | grep -A2 Volumes
Volumes:
volume1:
Type: EmptyDir (a temporary directory that shares a pod's lifetime)
通过docker命令来查看对应的宿主机容器
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$ansible 192.168.26.83 -m shell -a "docker ps | grep podvolume"
192.168.26.83 | CHANGED | rc=0 >>
bbb287afc518 cabb9f684f8b "sh -c 'sleep 5000'" 12 minutes ago Up 12 minutes k8s_podvolume2_podvolume_liruilong-volume-create_76b518f6-9575-4412-b161-f590ab3c3135_0
dcbf5c63263f cabb9f684f8b "sh -c 'sleep 5000'" 12 minutes ago Up 12 minutes k8s_podvolume1_podvolume_liruilong-volume-create_76b518f6-9575-4412-b161-f590ab3c3135_0
5bb9ee2ed134 registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.4.1 "/pause" 12 minutes ago Up 12 minutes k8s_POD_podvolume_liruilong-volume-create_76b518f6-9575-4412-b161-f590ab3c3135_0
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
通过inspect查看映射的宿主机信息
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$ansible 192.168.26.83 -m shell -a "docker inspect dcbf5c63263f | grep -A5 Mounts"
192.168.26.83 | CHANGED | rc=0 >>
"Mounts": [
"Type": "bind",
"Source": "/var/lib/kubelet/pods/76b518f6-9575-4412-b161-f590ab3c3135/volumes/kubernetes.io~empty-dir/volume1",
"Destination": "/liruilong",
"Mode": "",
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$ansible 192.168.26.83 -m shell -a "docker inspect bbb287afc518 | grep -A5 Mounts"
192.168.26.83 | CHANGED | rc=0 >>
"Mounts": [
"Type": "bind",
"Source": "/var/lib/kubelet/pods/76b518f6-9575-4412-b161-f590ab3c3135/volumes/kubernetes.io~empty-dir/volume2",
"Destination": "/liruilong",
"Mode": "",
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$
pod内多容器数据卷共享
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/k8s-volume-create]
└─$sed 's/podvolume/podvolumes/' pod_volume.yaml >pod_volumes.yaml
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/k8s-volume-create]
└─$vim pod_volumes.yaml
编写pod_volumes.yaml文件
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
creationTimestamp: null
labels:
run: podvolumes
name: podvolumes
spec:
volumes:
- name: volume1
emptyDir:
containers:
- image: busybox
imagePullPolicy: IfNotPresent
command: ['sh','-c','sleep 5000']
resources:
name: podvolumes1
volumeMounts:
- mountPath: /liruilong
name: volume1
- image: busybox
imagePullPolicy: IfNotPresent
name: podvolumes2
volumeMounts:
- mountPath: /liruilong
name: volume1
command: ['sh','-c','sleep 5000']
dnsPolicy: ClusterFirst
restartPolicy: Always
status:
新建的文件夹中两个pod中同时存在
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/k8s-volume-create]
└─$kubectl apply -f pod_volumes.yaml
pod/podvolumes created
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/k8s-volume-create]
└─$kubectl exec -it podvolumes -c podvolumes1 -- sh
/ # mkdir -p /liruilong/$(date +"%Y%m%d%H%M%S");cd /liruilong/;ls
20211127080726
/liruilong #
/liruilong # exit
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/k8s-volume-create]
└─$kubectl exec -it podvolumes -c podvolumes2 -- sh
/ # cd /liruilong/;ls
20211127080726
/liruilong #
设置数据卷的读写权限
pod_volume_r.yaml:设置数据卷pod1只读
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
creationTimestamp: null
labels:
run: podvolume
name: podvolume
spec:
volumes:
- name: volume1
emptyDir:
- name: volume2
emptyDir:
containers:
- image: busybox
imagePullPolicy: IfNotPresent
command: ['sh','-c','sleep 5000']
resources:
name: podvolume1
volumeMounts:
- mountPath: /liruilong
name: volume1
readOnly: true # 设置数据卷pod1只读
- image: busybox
imagePullPolicy: IfNotPresent
name: podvolume2
volumeMounts:
- mountPath: /liruilong
name: volume2
command: ['sh','-c','sleep 5000']
dnsPolicy: ClusterFirst
restartPolicy: Always
status:
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/k8s-volume-create]
└─$kubectl exec -it podvolume -c podvolume1 -- sh
/ # cd liruilong/;touch lrl.txt
touch: lrl.txt: Read-only file system
/liruilong #
/liruilong # exit
command terminated with exit code 1
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/k8s-volume-create]
└─$kubectl exec -it podvolume -c podvolume2 -- sh
/ # cd liruilong/;touch lrl.txt
/liruilong # ls
lrl.txt
/liruilong #
hostPath
hostPath为在Pod上挂载宿主机上的文件或目录
,它通常可以用于以下几方面。
hostPath 的应用 |
---|
容器应用程序生成的日志文件需要永久保存时,可以使用宿主机的高速文件系统进行存储。 |
需要访问宿主机上Docker 引擎内部数据结构的容器应用时,可以通过定义hostPath 为宿主机/var/lib/docker 目录,使容器内部应用可以直接访问Docker 的文件系统。 |
在使用这种类型的Volume
时,需要注意以下几点。
在不同的Node上具有相同配置的Pod
可能会因为宿主机上的目录和文件不同而导致对Volume
上目录和文件的访问结果不一致。
如果使用了资源配额管理,则Kubernetes无法将hostPath在宿主机上使用的资源纳入管理cgroup。在下面的例子中使用宿主机的/data目录定义了一个hostPath
类型的Volume
:
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
creationTimestamp: null
labels:
run: podvolumehostpath
name: podvolumehostpath
spec:
volumes:
- name: volumes1
hostPath:
path: /data
containers:
- image: busybox
name: podvolumehostpath
command: ['sh','-c','sleep 5000']
resources:
volumeMounts:
- mountPath: /liruilong
name: volumes1
dnsPolicy: ClusterFirst
restartPolicy: Always
status:
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/k8s-volume-create]
└─$kubectl apply -f PodVolumeHostPath.yaml
pod/podvolumehostpath created
宿主机创建一个文件
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/k8s-volume-create]
└─$kubectl get pod -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
podvolumehostpath 1/1 Running 0 5m44s 10.244.70.9 vms83.liruilongs.github.io <none> <none>
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/k8s-volume-create]
└─$cd ..
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$ansible 192.168.26.83 -m shell -a "cd /data;touch liruilong"
192.168.26.83 | CHANGED | rc=0 >>
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$ansible 192.168.26.83 -m shell -a "cd /data;ls"
192.168.26.83 | CHANGED | rc=0 >>
liruilong
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$
pod容器内同样存在
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$kubectl exec -it podvolumehostpath -- sh
/ # ls
bin dev etc home liruilong proc root sys tmp usr var
/ # cd liruilong/;ls
liruilong
/liruilong #
NFS
不管是emptyDir
还是hostPath
,数据都是存放到宿主机,但是如某个pod出现了问题,通过控制器重启时,会通过调度生产一个新的Pod,如果调度的节点不是原来的节点,那么数据就会丢失。这里的话,使用网路存储就很方便。
部署一个NFSServer
使用NFS网络文件系统提供的共享目录存储数据时,我们需要在系统中部署一个NFSServer
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~]
└─$yum -y install nfs-utils.x86_64
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~]
└─$systemctl enable nfs-server.service --now
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~]
└─$mkdir -p /liruilong
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[/liruilong]
└─$cd /liruilong/;echo `date` > liruilong.txt
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[/liruilong]
└─$cd /liruilong/;cat liruilong.txt
2021年 11月 27日 星期六 21:57:10 CST
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[/liruilong]
└─$cat /etc/exports
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[/liruilong]
└─$echo "/liruilong *(rw,sync,no_root_squash)" > /etc/exports
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[/liruilong]
└─$exportfs -arv
exporting *:/liruilong
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[/liruilong]
└─$showmount -e
Export list for vms81.liruilongs.github.io:
/liruilong *
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[/liruilong]
└─$
然后我们需要在所有的工作节点安装nfs-utils,然后挂载
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$ansible node -m shell -a "yum -y install nfs-utils"
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$ansible node -m shell -a "systemctl enable nfs-server.service --now"
nfs共享文件测试
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$ansible node -m shell -a "showmount -e vms81.liruilongs.github.io"
192.168.26.83 | CHANGED | rc=0 >>
Export list for vms81.liruilongs.github.io:
/liruilong *
192.168.26.82 | CHANGED | rc=0 >>
Export list for vms81.liruilongs.github.io:
/liruilong *
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$
挂载测试
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$ansible node -m shell -a "mount vms81.liruilongs.github.io:/liruilong /mnt"
192.168.26.82 | CHANGED | rc=0 >>
192.168.26.83 | CHANGED | rc=0 >>
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$ansible node -m shell -a "cd /mnt/;ls"
192.168.26.83 | CHANGED | rc=0 >>
liruilong.txt
192.168.26.82 | CHANGED | rc=0 >>
liruilong.txt
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$ansible node -m shell -a "df -h | grep liruilong"
192.168.26.82 | CHANGED | rc=0 >>
vms81.liruilongs.github.io:/liruilong 150G 8.3G 142G 6% /mnt
192.168.26.83 | CHANGED | rc=0 >>
vms81.liruilongs.github.io:/liruilong 150G 8.3G 142G 6% /mnt
取消挂载
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$ansible node -m shell -a "umount /mnt"
使用nfs数据卷pod资源yaml文件
podvolumenfs.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
creationTimestamp: null
labels:
run: podvolumehostpath
name: podvolumehostpath
spec:
volumes:
- name: volumes1
nfs:
server: vms81.liruilongs.github.io
path: /liruilong
containers:
- image: busybox
name: podvolumehostpath
command: ['sh','-c','sleep 5000']
resources:
volumeMounts:
- mountPath: /liruilong
name: volumes1
dnsPolicy: ClusterFirst
restartPolicy: Always
status:
创建nfs数据卷 pod
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/k8s-volume-create]
└─$kubectl apply -f podvolumenfs.yaml
pod/podvolumehostpath created
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/k8s-volume-create]
└─$kubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
podvolumehostpath 1/1 Running 0 24s 10.244.171.182 vms82.liruilongs.github.io <none> <none>
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/k8s-volume-create]
└─$kubectl exec -it podvolumehostpath -- sh
/ # cd liruilong/;ls
liruilong.txt
/liruilong # exit
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/k8s-volume-create]
└─$
持久性存储(Persistent Volume)
Volume
是定义在Pod
上的,属于“计算资源
”的一部分,而实际上, “网络存储
”是相对独立于“计算资源
”而存在的一种实体资源
。比如在使用虚拟机
的情况下,我们通常会先定义一个网络存储,然后从中划出一个“网盘”并挂接到虚拟机
上
Persistent Volume(简称PV)
和与之相关联的Persistent Volume Claim (简称PVC)
也起到了类似的作用。PV
可以理解成 Kubernetes集群中的某个网络存储中对应的一块存储,它与Volume很类似,但有以下区别。
这里也可以结合物理盘区和逻辑卷来理解,PV可以理解为物理卷,PVC可以理解为划分的逻辑卷。
Persistent Volume与Volume的区别 |
---|
PV只能是网络存储,不属于任何Node,但可以在每个Node上访问。 |
PV并不是定义在Pod上的,而是独立于Pod之外定义。 |
PV目前支持的类型包括: gcePersistentDisk、 AWSElasticBlockStore, AzureFileAzureDisk, FC (Fibre Channel). Flocker, NFS, isCSI, RBD (Rados Block Device)CephFS. Cinder, GlusterFS. VsphereVolume. Quobyte Volumes, VMware Photon.PortworxVolumes, ScalelO Volumes和HostPath (仅供单机测试)。 |
pv的创建
PV的accessModes属性, 目前有以下类型:
- ReadWriteOnce:读写权限、并且只能被单个Node挂载。
- ReadOnlyMany:只读权限、允许被多个Node挂载。
- ReadWriteMany:读写权限、允许被多个Node挂载。
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/k8s-volume-create]
└─$kubectl get pv
No resources found
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/k8s-volume-create]
└─$vim pod_volunms-pv.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
name: pv0003
spec:
capacity:
storage: 5Gi
volumeMode: Filesystem
accessModes:
- ReadWriteOnce
persistentVolumeReclaimPolicy: Recycle
#storageClassName: slow
mountOptions:
- hard
- nfsvers=4.1
nfs:
path: /tmp
server: vms81.liruilongs.github.io
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$cat /etc/exports
/liruilong *(rw,sync,no_root_squash)
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$echo "/tmp *(rw,sync,no_root_squash)" >>/etc/exports
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$cat /etc/exports
/liruilong *(rw,sync,no_root_squash)
/tmp *(rw,sync,no_root_squash)
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$exportfs -avr
exporting *:/tmp
exporting *:/liruilong
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/k8s-volume-create]
└─$┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/k8s-volume-create]
└─$kubectl apply -f pod_volunms-pv.yaml
persistentvolume/pv0003 created
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/k8s-volume-create]
└─$kubectl get pv -o wide
NAME CAPACITY ACCESS MODES RECLAIM POLICY STATUS CLAIM STORAGECLASS REASON AGE VOLUMEMODE
pv0003 5Gi RWO Recycle Available 16s Filesystem
PV 是有状态的对象,它有以下几种状态。 |
---|
Available :空闲状态。 |
Bound :已经绑定到某个Pvc上。 |
Released :对应的PVC已经删除,但资源还没有被集群收回。 |
Failed : PV自动回收失败。 |
PVC的创建
如果某个Pod想申请某种类型的PV,则首先需要定义一个PersistentVolumeClaim (PVC)对象:
PVC是基于命名空间相互隔离的,不同命名空间的PVC相互隔离PVC通过accessModes和storage的约束关系来匹配PV,不需要显示定义,accessModes必须相同,storage必须小于等于。
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/k8s-volume-create]
└─$kubectl get pvc
No resources found in liruilong-volume-create namespace.
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/k8s-volume-create]
└─$vim pod_volumes-pvc.yaml
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
name: mypvc01
spec:
accessModes:
- ReadWriteOnce
volumeMode: Filesystem
resources:
requests:
storage: 4Gi
#storageClassNam以上是关于Kubernetes 管理员认证(CKA)考试笔记的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章