云原生(十二) | Kubernetes 篇之 Kubernetes 基础入门
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Kubernetes 基础入门
一、基础知识
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以上展示了一个 master(主节点)和 6 个 worker(工作节点)的 k8s 集群
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docker 是每一个 worker 节点的运行时环境
kubelet 负责控制所有容器的启动停止,保证节点工作正常,已经帮助节点交互 master
master 节点的关键组件:
kubelet(监工):所有节点必备的,控制这个节点所有 pod 的生命周期以及与 api-server 交互等工作
kube-api-server:负责接收所有请求,集群内对集群的任何修改都是通过命令行、ui 把请求发给 api-server 才能执行的。api-server 是整个集群操作对内、对外的唯一入口。不包含我们后来部署应用暴露端口的方式
kube-proxy:整个节点的网络流量负责
cri:都有容器运行时环境
worker 节点:
kubelet(监工):所有节点必备的,控制这个节点所有 pod 的生命周期以及与 api-server 交互等工作
kube-proxy:整个节点的网络流量负责
cri:都有容器运行时环境
二、部署一个应用
创建一次部署工作(自愈机制)
kubectl create deploy xxxxxx :命令行会给 api-server 发送要部署 xxx 的请求
api-server 把这个请求保存到 etcd
Deployment(部署)
在 k8s 中,通过发布 Deployment,可以创建应用程序 (docker image) 的实例 (docker container),这个实例会被包含在称为 Pod 的概念中,Pod 是 k8s 中最小可管理单元。
在 k8s 集群中发布 Deployment 后,Deployment 将指示 k8s 如何创建和更新应用程序的实例,master 节点将应用程序实例调度到集群中的具体的节点上。
创建应用程序实例后,Kubernetes Deployment Controller 会持续监控这些实例。如果运行实例的 worker 节点关机或被删除,则 Kubernetes Deployment Controller 将在群集中资源最优的另一个 worker 节点上重新创建一个新的实例。这提供了一种自我修复机制来解决机器故障或维护问题。
在容器编排之前的时代,各种安装脚本通常用于启动应用程序,但是不能够使应用程序从机器故障中恢复。通过创建应用程序实例并确保它们在集群节点中的运行实例个数,Kubernetes Deployment 提供了一种完全不同的方式来管理应用程序。
Deployment 处于 master 节点上,通过发布 Deployment,master 节点会选择合适的 worker 节点创建 Container(即图中的正方体),Container 会被包含在 Pod (即蓝色圆圈)里。
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自愈:针对使用 Deployment 等部署的应用。
kubectl run :直接启动一个 pod; 不会产生一次部署信息。所以删除就没
kubectl create deploy: 启动一个 Pod,以及记录这次部署信息。所以,这个 pod 即使挂了,这次部署信息有,就会强制同步到这次部署信息期望的最终结果;kubectl get deploy,pod 都有内容
三、应用程序探索
了解 Kubernetes Pods(容器组)
了解 Kubernetes Nodes(节点)
排查故障
创建 Deployment 后,k8s 创建了一个 Pod(容器组) 来放置应用程序实例(container 容器)。
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1、了解 Pod
Pod (容器组) 是一个 k8s 中一个抽象的概念,用于存放一组 container(可包含一个或多个 container 容器,即图上正方体),以及这些 container (容器)的一些共享资源。这些资源包括:
共享存储,称为卷(Volumes),即图上紫色圆柱
网络,每个 Pod(容器组)在集群中有个唯一的 IP,pod(容器组)中的 container(容器)共享该 IP 地址
container(容器)的基本信息,例如容器的镜像版本,对外暴露的端口等
Pod(容器组)是 k8s 集群上的最基本的单元。当我们在 k8s 上创建 Deployment 时,会在集群上创建包含容器的 Pod (而不是直接创建容器)。每个 Pod 都与运行它的 worker 节点(Node)绑定,并保持在那里直到终止或被删除。如果节点(Node)发生故障,则会在群集中的其他可用节点(Node)上运行相同的 Pod(从同样的镜像创建 Container,使用同样的配置,IP 地址不同,Pod 名字不同)。
TIP 重要:
Pod 是一组容器(可包含一个或多个应用程序容器),以及共享存储(卷 Volumes)、IP 地址和有关如何运行容器的信息。
如果多个容器紧密耦合并且需要共享磁盘等资源,则他们应该被部署在同一个 Pod(容器组)中。
2、了解 Node
Pod(容器组)总是在 Node(节点) 上运行。Node(节点)是 kubernetes 集群中的计算机,可以是虚拟机或物理机。每个 Node(节点)都由 master 管理。一个 Node(节点)可以有多个 Pod(容器组),kubernetes master 会根据每个 Node(节点)上可用资源的情况,自动调度 Pod(容器组)到最佳的 Node(节点)上。
每个 Kubernetes Node(节点)至少运行:
Kubelet,负责 master 节点和 worker 节点之间通信的进程;管理 Pod(容器组)和 Pod(容器组)内运行的 Container(容器)。
kube-proxy,负责进行流量转发
容器运行环境(如 Docker)负责下载镜像、创建和运行容器等。
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Kubelet 启动的 Pod 每个都有 Ip,全集群任意位置均可访问
calico:网络组件: 【扁平化网络】
3、故障排除
kubectl get - 显示资源列表
kubectl describe - 显示有关资源的详细信息
kubectl logs - 查看 pod 中的容器的打印日志(和命令 docker logs 类似)
kubectl exec - 在 pod 中的容器环境内执行命令(和命令 docker exec 类似)
4、kubectl run
也可以独立跑一个 Pod
总结:
四、应用外部可见
了解 Kubernetes 中的 Service
了解 标签(Label) 和 标签选择器(Label Selector) 对象如何与 Service 关联
在 Kubernetes 集群外用 Service 暴露应用
1、Kubernetes Service 总览
Kubernetes Pod 是转瞬即逝的。
Pod 实际上拥有生命周期 。 当一个工作 Node 挂掉后, 在 Node 上运行的 Pod 也会消亡。
ReplicaSet 会自动地通过创建新的 Pod 驱动集群回到目标状态,以保证应用程序正常运行。
Kubernetes 的 Service 是一个抽象层,它定义了一组 Pod 的逻辑集,并为这些 Pod 支持外部流量暴露、负载平衡和服务发现。 Service 使从属 Pod 之间的松耦合成为可能。 和其他 Kubernetes 对象一样, Service 用 YAML 或者 JSON 来定义. Service 下的一组 Pod 通常由 LabelSelector (请参阅下面的说明为什么您可能想要一个 spec 中不包含
selector
的服务)来标记。 尽管每个 Pod 都有一个唯一的 IP 地址,但是如果没有 Service ,这些 IP 不会暴露在群集外部。Service 允许您的应用程序接收流量。Service 也可以用在 ServiceSpec 标记type
的方式暴露 ClusterIP (默认) - 在集群的内部 IP 上公开 Service 。这种类型使得 Service 只能从集群内访问。 NodePort - 使用 NAT 在集群中每个选定 Node 的相同端口上公开 Service 。使用<NodeIP>:<NodePort>
从集群外部访问 Service。是 ClusterIP 的超集。 LoadBalancer - 在当前云中创建一个外部负载均衡器(如果支持的话),并为 Service 分配一个固定的外部 IP。是 NodePort 的超集。 ExternalName - 通过返回带有该名称的 CNAME 记录,使用任意名称(由 spec 中的externalName
指定)公开 Service。不使用代理。这种类型需要kube-dns
的 v1.7 或更高版本。
2、Service 和 Label
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Service 通过一组 Pod 路由通信。Service 是一种抽象,它允许 Pod 死亡并在 Kubernetes 中复制,而不会影响应用程序。在依赖的 Pod (如应用程序中的前端和后端组件)之间进行发现和路由是由 Kubernetes Service 处理的。
Service 匹配一组 Pod 是使用标签(Label)和选择器(Selector),它们是允许对 Kubernetes 中的对象进行逻辑操作的一种分组原语。标签(Label)是附加在对象上的键/值对,可以以多种方式使用:
指定用于开发,测试和生产的对象
嵌入版本标签
使用 Label 将对象进行分类
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3、kubectl expose
五、伸缩应用程序-扩缩容
用 kubectl 扩缩应用程序
扩缩一个 Deployment
我们创建了一个 Deployment ,然后通过服务提供访问 Pod 的方式。我们发布的 Deployment 只创建了一个 Pod 来运行我们的应用程序。当流量增加时,我们需要对应用程序进行伸缩操作以满足系统性能需求。
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六、执行滚动升级
使用 kubectl 执行滚动更新
滚动更新允许通过使用新的实例逐步更新 Pod 实例从而实现 Deployments 更新,停机时间为零。
与应用程序扩展类似,如果暴露了 Deployment,服务(Service)将在更新期间仅对可用的 pod 进行负载均衡。可用 Pod 是应用程序用户可用的实例。
滚动更新允许以下操作:
将应用程序从一个环境提升到另一个环境(通过容器镜像更新)
回滚到以前的版本
持续集成和持续交付应用程序,无需停机
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七、使用配置文件方式
1、部署一个应用
2、暴露应用
3、扩缩容
修改 deployment.yaml 中的 replicas 属性即可
完成后运行
4、滚动升级
修改 deployment.yaml 中的 imageName 属性等
完成后运行
以上都可以直接 kubectl edit deploy/service 等,修改完成后自动生效
版权声明: 本文为 InfoQ 作者【Lansonli】的原创文章。
原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/3d811fdc65fac619db29d3423】。文章转载请联系作者。
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