前提介绍

Kubernetes，亦被称为 K8s，是业界公认的容器编排巨擘，以其卓越的能力简化了容器化应用的部署、扩展和管理流程。通过其强大的功能，Kubernetes 不仅提升了应用的可靠性和可伸缩性，还优化了资源利用率，为开发者和运维人员提供了更加高效、灵活的容器运行环境。

在传统的应用部署模式中，不同环境间的基础设施与配置差异构成了巨大的挑战，使得跨环境部署变得困难重重。然而，Kubernetes 的出现彻底改变了这一局面。它通过构建一个统一的容器编排平台，巧妙地将底层基础设施的复杂性进行了抽象，让开发人员能够摆脱繁琐的环境配置问题。在 Kubernetes 的助力下，应用程序可以在不同环境中实现一致且高效的部署与管理，这不仅极大地提升了应用的可移植性，更为未来的扩展性奠定了坚实的基础。

文章主旨

本篇文章是学习开发使用 k8s 的必备工具，提供了对无缝部署管理所需的基本命令的快速访问。让我们将其视为快节奏 Kubernetes 环境中的必备指南，以提高生产力，减少错误，并确保在复杂任务中的高效导航。不仅包含了 Kubernetes 中最常用的命令，还提供了针对特定任务的实用提示和最佳实践。无论您是经验丰富的 Kubernetes 管理员还是初学者，这份速查表都将成为您日常工作中的宝贵资源。

通过本系列文章，您可以快速了解如何创建和管理部署（Deployments）、服务（Services）、持久存储（Persistent Storage）以及其他 Kubernetes 资源。

Services 和 Networking

Service 为一组 pod 提供了稳定的访问端点，而 network 则负责构建这些 pod 之间高效通信的机制。

网络组件之间交互

网络组件间的交互是一个复杂而关键的过程，它涉及到信息的传递和组件间的协作。为了确保这种交互的顺畅进行，需要精心设计和实现组件间的接口和通信协议。下图是一个 K8s 框架的 Node 以及内部的 Pod 之间的网络调用和交互，其中包含了很多隐藏信息：服务发现、服务调用等。

同时，网络的安全性、稳定性和可扩展性等因素也必须得到充分考虑，以确保整个系统的正常运行和可靠性。因此，对于网络组件间的交互，我们需要进行全面的规划、设计和测试，以优化其性能和提升可靠性。

创建 Service 组件

利用 kubectl 命令和指定的 YAML 文件（service-definition.yaml），可以便捷地创建和部署服务。

apiVersion: v1kind: Servicemetadata:  name: demo-servicespec:  selector:    app: demo  ports:    - protocol: TCP      port: 80      targetPort: 8080  type: ClusterIP

这个 YAML 文件定义了一个名为 demo-service 的 Kubernetes Service，它选择所有带有 app=demo 标签的 Pods，并将外部流量从集群的 80 端口转发到这些 Pods 的 8080 端口。

重要参数解析

• protocol: TCP：这指定了使用的协议是 TCP。Kubernetes 支持 TCP 和 UDP 协议。

• port: 80：这是 Service 的集群内部端口，也就是集群内的其他 Pods 或 Services 可以通过这个端口访问此 Service。

• targetPort: 8080：这是实际转发到选定 Pods 的端口。这意味着，尽管外部世界可能通过端口 80 访问此 Service，但流量实际上会被转发到 Pods 的 8080 端口。

• type: ClusterIP：意味着 Service 将有一个仅在集群内部可用的 IP 地址。外部流量无法直接访问它，除非通过其他方式（如 LoadBalancer、NodePort 等）进行转发。

执行指令创建

执行命令kubectl apply -f service-definition.yaml时，Kubernetes 将读取 YAML 文件中的配置信息，并据此在集群中创建或更新对应的服务资源。

管理和操作 Services

• 列出默认命名空间中的所有服务：kubectl get service
  

• 删除服务： kubectl delete service <service_name>
  

• 将部署作为服务公开： kubectl expose deployment <deployment_name> --port=<external_port>
  

服务发现

• 发现服务详细信息： kubectl describe service <service_name>
  

• 读取服务的 ClusterIP： kubectl get service <service_name> -o jsonpath='{.spec.clusterIP}'
  

快速指令列表

Service 组件的 ClusterIP 和 NodePort 模式

在 Kubernetes（k8s）中，Service 是一个核心概念，它允许你将一组 Pod（运行应用的容器组）暴露为一个统一的、抽象的网络服务。这个 Service 可以被集群内部或外部的其他应用访问。总体包含了三种模式，分别为 ClusterIP 和 NodePort、LoadBalancer。

ClusterIP（集群内部访问）

• ClusterIP 是 Kubernetes Service 的默认类型。当你创建一个 Service 时，Kubernetes 会自动为它分配一个唯一的 IP 地址，这个 IP 地址仅在集群内部可见和可访问。

• IP 地址与 Service 关联的后端 Pods 的端口（称为 targetPort）绑定。集群内的其他 Pods 可以通过ClusterIP:ServicePort来访问这个 Service，进而访问到后端 Pods。

由于 ClusterIP 仅在集群内部可见，如果你希望从集群外部访问这个 Service，你需要使用其他方式，如 NodePort 或 LoadBalancer。

创建 Cluster-IpService 组件

配置定义了一个名为clusterip-service的 ClusterIP 服务，它专门选择那些带有app: demo标签的 Pods。此服务在集群内部将 80 端口公开，以便其他 Pods 或 Service 能够访问，并将接收到的流量智能地路由到对应 Pods 的 8080 端口。

apiVersion: v1kind: Servicemetadata:  name: clusterip-servicespec:  selector:    app: demo  ports:    - protocol: TCP      port: 80      targetPort: 8080  type: ClusterIP

NodePort（集群外部访问）

NodePort 是 Kubernetes Service 的另一种类型，它允许你将 Service 暴露给集群外部。

• 当一个 Service 被设置为 NodePort 类型时，Kubernetes 会在每个 Node（节点）上打开一个静态端口（NodePort）。这个端口是外部可访问的，并且会路由到 Service 的 ClusterIP。

• 因此，外部客户端可以通过<NodeIP>:<NodePort>来访问这个 Service。这种机制允许外部流量进入集群，然后通过 ClusterIP 路由到后端 Pods。

创建 NodePort-service 组件

apiVersion: v1kind: Servicemetadata:  name: nodeport-servicespec:  selector:    app: demo  ports:    - protocol: TCP      port: 80      targetPort: 8080  type: NodePort

NodePort 通常用于开发、测试或某些不需要高度可用性的生产环境。如果你需要一个更加健壮的外部访问方案，你可能会考虑使用 LoadBalancer 类型的 Service。

LoadBalancer（集群外部访问）

定义了一个名为 loadbalancer-service 的 LoadBalancer 服务，其专门筛选带有 app: demo 标签的 Pods。

apiVersion: v1kind: Servicemetadata:  name: loadbalancer-servicespec:  selector:    app: demo  ports:    - protocol: TCP      port: 80      targetPort: 8080  type: LoadBalancer

此服务将端口暴露给外部访问，而在云环境中，它会自动配置一个与云环境相匹配的负载均衡器。这个负载均衡器负责将接收到的流量智能地分配到相应的 Pods 上，确保服务的高可用性和可扩展性。通过这样的配置，我们能够在云环境中轻松实现负载均衡和服务发现，提升应用的可访问性和性能。

查看日志快速指令

为了帮助大家更高效地进行 Kubernetes（简称 K8s）的日常管理和故障排查，整理了一份关于 K8s 日志查询的指令快速列表。这些指令都是在日常工作中经常使用的，希望能为大家带来便利。

下篇预告

在即将发表的文章中，我们将进一步聚焦于 Configuration 和 Secrets 相关的核心组件，进行深入的介绍、分析和阐释。通过这篇文章，读者将能够更全面地了解这些组件的功能、特点以及它们在整体架构中的重要性。我们期待通过分享专业知识和经验，为读者提供更深入、更全面的了解和掌握这些关键组件的机会。