Docker从入门到掉坑：继续挖一挖 k8s

Posted 2021-03-21 javazhiyin

在之前的几篇文章中，主要还是讲解了关于简单的docker容器该如何进行管理和操作及k8s上手避坑，在接下来的这篇文章开始，我们将继续对k8s模块的学习

pod是啥

在k8s里面，有很多新的技术概念，其中有一个东西被称之为pod。pod是k8s集群里面运行和部署的最小单元，它的设计理念是，一个pod可以承载多个容器，并且共享网络地址和文件系统，内部的容器通过进程间的通信相互访问。

官方图片附上：

复制控制器（Replication Controller，RC）

通常我们在k8s集群里面会有成千上百个pod，那么对于pod的管理也是需要有一定的机制，k8s内部有个叫做RC(Replication Controller) 的复制控制器。

RC主要的是监控pod节点的数目，当我们在启动pod的时候希望有多个pod副本，可以使用RC来控制启动的数目，如果期间有部分pod挂掉了，RC会自动进行重启pod。

k8s里面常见的pod操作场景

1.在实操的过程中，如果你遇到了下边的这种情况，某个pod一直起不来

[root@localhost ~]# kubectl get pods
NAME                                READY   STATUS              RESTARTS   AGE
mysql-rc-p8blq                      0/1     ErrImagePull        0          16h
nginx                               1/1     Running             0          29h
nginx-deployment-54f57cf6bf-f9p92   0/1     ContainerCreating   0          77s
nginx-deployment-54f57cf6bf-mqq7x   0/1     ImagePullBackOff    0          18m
nginx-deployment-9f46bb5-kwxwh      0/1     ImagePullBackOff    0          13m
tomcat-565cd88dc7-qlqtk             1/1     Running             0          2d3h

 

这个时候pod可能会出现启动失败的情况，那么这个时候该如何去终止对应的pod呢？

通过以下的命令来对容器进行删除即可：

[root@localhost k8s]# kubectl delete -f ./mysql-rc.yaml 
replicationcontroller "mysql-rc" deleted
[root@localhost k8s]# kubectl delete -f ./mysql-svc.yaml 
service "mysql-svc" deleted
[root@localhost k8s]# kubectl delete -f ./nginx-deployment.yaml 
deployment.apps "nginx-deployment" deleted
[root@localhost k8s]# kubectl get pods
NAME                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx                     1/1     Running   0          29h
tomcat-565cd88dc7-qlqtk   1/1     Running   0          2d3h

 

2.如何运行单容器的pods

kubectl run example --image=nginx

 

3.查看某个pod详细信息

[root@localhost k8s]# kubectl get pod nginx -o wide
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP           NODE       NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx   1/1     Running   0          29h   172.17.0.7   minikube   <none>           <none>

 

4.查看某pod里面的详情描述内容

[root@localhost k8s]# kubectl describe pod nginx
Name:         nginx
Namespace:    default
Priority:     0
Node:         minikube/10.1.10.51
Start Time:   Mon, 02 Dec 2019 09:49:28 +0800
Labels:       app=pod-example
Annotations:  <none>
Status:       Running
IP:           172.17.0.7
IPs:
  IP:  172.17.0.7
Containers:
  web:
    Container ID:   docker://53d066b49233d17724b8fd0d5a4d6a963f33e6ea4e0805beb7745ee267683ed8
    Image:          nginx
    Image ID:       docker-pullable://nginx@sha256:50cf965a6e08ec5784009d0fccb380fc479826b6e0e65684d9879170a9df8566
    Port:           80/TCP
    Host Port:      0/TCP
    State:          Running
      Started:      Mon, 02 Dec 2019 09:51:22 +0800
    Ready:          True
    Restart Count:  0
    Environment:    <none>
    Mounts:
      /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from default-token-7mltd (ro)
Conditions:
  Type              Status
  Initialized       True 
  Ready             True 
  ContainersReady   True 
  PodScheduled      True 
Volumes:
  default-token-7mltd:
    Type:        Secret (a volume populated by a Secret)
    SecretName:  default-token-7mltd
    Optional:    false
QoS Class:       BestEffort
Node-Selectors:  <none>
Tolerations:     node.kubernetes.io/not-ready:NoExecute for 300s
                 node.kubernetes.io/unreachable:NoExecute for 300s
Events:          <none>

 

5.替换pod对应的配置规则文件

kubectl replace --force -f 规则文件

 

6.假设说你在操控pod节点的过程中不小心写错了镜像的地址，导致pod启动失败，这个时候我们可以删除机器上边的某个pod节点，例如：

删除一个name为nginx的pod节点：

[root@localhost k8s]# kubectl delete pod nginx
pod "nginx" deleted

 

7.删除某台机器上边deployment信息：

[root@localhost k8s]# kubectl delete deployment tomcat
deployment.apps "tomcat" deleted

 

8.多容器pod启动的步骤

我们启动多个容器的pod时候，最好使用create命令来操作，并且在创建的时候最好是使用yaml（或者json格式）这种文件来对容器的启动进行管理：

 kubectl create -f FILE

 

通常启动pod的yaml文件的格式基本如下：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: rss-site
  labels:
    app: web
spec:
  containers:
    - name: 容器1
      image: 镜像名1
      ports:
        - containerPort: 80
    - name: 容器1
      image: 镜像名2
      ports:
        - containerPort: 88
spec:

 

如果启动过程中需要有多个docker容器，那么就写多个name，image，ports这类配置即可。

在k8s的pod启动过程中，如果出现多次发现镜像拉取失败的情况，通常是因为镜像源地址出错，这时候需要重置docker镜像源地址：

# vi /etc/docker/daemon.json
{
    "registry-mirrors": ["http://hub-mirror.c.163.com"]
}
systemctl restart docker.service

 

设置好这份json文件之后，我们进行restart操作即可。

编写好了yaml文件之后，再次使用 kubectl create -f FILE命令即可。

最后通过kubectl get pod指令来验证pod的状态即可。

同理，如果我们需要用pod装载java程序的话，例如说是springboot应用，只需要将springboot应用打包成docker镜像，然后在yml配置里面引入就好了。

9.查看pod内部节点的日志信息

kubectl logs <pod_name>
kubectl logs -f <pod_name> #类似tail -f的方式查看(tail -f 实时查看日志文件 tail -f 日志文件log)

 

前边我们主要都是讲解一些基于容器化技术的实战，操作了这么多容器化的api命令，其背后架构的设计思路却又是怎样的呢？

10.kubernetes的基本架构

用一句简单的话语来介绍，kubernetes就是一个容器的集群管理系统，通过kubernetes可以实现对于容器集群化的自动化部署，自动化扩容，维护等作用。

kubernetes集群是由一个master来负责对各个节点进行管理的，其中被管理的各个node节点可能会是一些虚拟机或者小型机器。在每个node节点上都会运作有各种各样的pod，而pod通常会是各种各样的docker容器。

基本的架构图如下所示：

Master模块

kubectl主要的作用是对kubernetes发送命令，通过使用apiserver来调用kubernets对内部的各个node节点进行部署和控制。

ApiServer的主要工作就是对各个node节点进行增删改查，提到对节点数据的操作，我们不得不得说明一下etcd。etcd主要是存储一些节点的数据信息，并且每次kubectl发送过来的指令都会被apiserver先存储到etcd中。

Controller manager 的作用主要是监控各个容器的情况。Controller manager会通过监听Api Server里面的提供的一个List Watch接口来监控各个集群资源的数据，从而调整资源的状态。

举个栗子来讲：

在成百上千的微服务系统中，假设说某个节点出现了crash，那么这个时候Controller manager就会自动地进行节点的修复，故障转移，这样就能很好地减轻了运维人员的压力。

Scheduler 主要是一个调度的作用，将容器部署到指定的机器上边，然后将pod和node资源进行映射，当节点数目变多了之后，scheduler会自动进行资源的分配。所以说白了，Scheduler是老大，它来决定每个pod要放置在哪个node上边，并且命令kubelet进行容器的部署。

Node模块

Node是k8s的工作节点，Node 一般是一个虚拟机或者物理机，每个 node 上都运行三个服务，分别是Container runtime，kubelet，kube-proxy三类。

kubelet 主要是负责接收master的命令，并且执行，同时还要维护容器的生命周期。
kube-proxy 主要的作用就是负责负载均衡，处理流量的转发问题。

Container runtime 是负责镜像管理以及pod和容器的真正运行。

从K8s的系统架构、技术概念和设计理念，我们可以看到K8s系统最核心的两个设计理念：一个是容错性，一个是易扩展性。容错性实际是保证K8s系统稳定性和安全性的基础，易扩展性是保证K8s对变更友好，可以快速迭代增加新功能的基础。