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kubernetes—资源管理方式介绍

2024-01-12 202

版权

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简介： kubernetes—资源管理方式介绍

前言

主要介绍yaml语法和k8s的资源管理方式

资源管理介绍

在k8s中，所有的内容都抽象为资源，用户需要通过操作资源来管理k8s。

k8s的本质上就是一个集群系统，用户可以在集群中部署各种服务，所谓的部署服务，其实就是在kubernetes集群中运行一个个的容器，并将指定的程序跑在容器中。

k8s的最小管理单元是pod而不是容器，所以只能将容器放在Pod中，而k8s一般也不会直接管理Pod，而是通过Pod控制器来管理Pod的。

Pod可以提供服务之后，就要考虑如何访问Pod中服务，k8s提供了Service资源实现这个功能。当然，如果Pod中程序的数据需要持久化，kubernetes还提供了各种存储系统。

学习kubernetes的核心，就是学习如何对集群上的Pod、Pod控制器、Service、存储等各种资源进行操作

YAML语言

介绍

YAML是一个类似 XML、JSON 的标记性语言。它强调以数据为中心，并不是以标识语言为重点。因而YAML本身的定义比较简单，号称一种人性化的数据格式语言。

XML

<heima>
  <age>15</age>
    <address>Beijing</address>
</heima>

JSON

{
  "heima": {
    "age": 15,
    "address": "Beijing"
  }
}

YAML

heima:
  age: 15
  address: Beijing

语法

YAML的语法比较简单，主要有下面几个：

大小写敏感
使用缩进表示层级关系
缩进不允许使用tab，只允许空格( 低版本限制 )
缩进的空格数不重要，只要相同层级的元素左对齐即可
'#'表示注释

YAML支持以下几种数据类型：

纯量：单个的、不可再分的值

# 纯量, 就是指的一个简单的值，字符串、布尔值、整数、浮点数、Null、时间、日期
# 1 布尔类型
c1: true (或者True)
# 2 整型
c2: 234
# 3 浮点型
c3: 3.14
# 4 null类型 
c4: ~  # 使用~表示null
# 5 日期类型
c5: 2018-02-17    # 日期必须使用ISO 8601格式，即yyyy-MM-dd
# 6 时间类型
c6: 2018-02-17T15:02:31+08:00  # 时间使用ISO 8601格式，时间和日期之间使用T连接，最后使用+代表时区
# 7 字符串类型
c7: heima     # 简单写法，直接写值 , 如果字符串中间有特殊字符，必须使用双引号或者单引号包裹 
c8: line1
    line2     # 字符串过多的情况可以拆成多行，每一行会被转化成一个空格,即"line1 line2"

对象：键值对的集合，又称为映射（mapping）/ 哈希（hash） / 字典（dictionary）

# 对象
# 形式一(推荐):
heima:
  age: 15
  address: Beijing
# 形式二(不推荐):
heima: {age: 15,address: Beijing}

数组：一组按次序排列的值，又称为序列（sequence） / 列表（list）

# 数组
# 形式一(推荐):
address:
  - 杭州
  - 宁波  
# 形式二(不推荐):
address: [杭州,宁波]

注意点

书写yaml切记: 后面要加一个空格
如果需要将多段yaml配置放在一个文件中，中间要使用---分隔
下面是一个yaml转json的网站，可以通过它验证yaml是否书写正确

https://www.json2yaml.com/convert-yaml-to-json

资源管理方式

命令式对象管理：直接使用命令去操作kubernetes资源
kubectl run nginx-pod --image=nginx:1.17.1 --port=80
命令式对象配置：通过命令配置和配置文件去操作kubernetes资源
kubectl create/patch -f nginx-pod.yaml
声明式对象配置：通过apply命令和配置文件去操作kubernetes资源
kubectl apply -f nginx-pod.yaml

命令式对象管理

kubectl

kubectl是k8s集群的命令行工具，通过它能够对集群本身进行管理，并能够在集群上进行容器化应用的安装部署。kubectl命令的语法如下：

kubectl [command] [type] [name] [flags]

comand：指定要对资源执行的操作，例如create、get、delete
type：指定资源类型，比如deployment、pod、service

name：指定资源的名称，名称大小写敏感
flags：指定额外的可选参数

# 查看所有pod
kubectl get pod 
# 查看某个pod
kubectl get pod pod_name
# 查看某个pod,以yaml格式展示结果
kubectl get pod pod_name -o yaml

资源类型

kubernetes中所有的内容都抽象为资源，可以通过下面的命令进行查看:

kubectl api-resources

操作

kubernetes允许对资源进行多种操作，可以通过–help查看详细的操作命令

kubectl --help

经常使用的操作有下面这些：

演示

下面以一个namespace / pod的创建和删除简单演示下命令的使用：

# 创建一个namespace
[root@master ~]# kubectl create namespace dev
namespace/dev created
# 获取namespace
[root@master ~]# kubectl get namespace
NAME              STATUS   AGE
default           Active   7h40m
dev               Active   22s
kube-node-lease   Active   7h40m
kube-public       Active   7h40m
# 在此namespace下创建并运行一个nginx的Pod
[root@master ~]# kubectl run pod --image=nginx -n dev
pod/pod created
# 查看新创建的pod
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
NAME   READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod    1/1     Running   0          60s
# 删除指定的pod
[root@master ~]# kubectl delete pods pod -n dev
pod "pod" deleted
# 删除指定的namespace
[root@master ~]# kubectl delete ns dev
namespace "dev" deleted

# 查看pod的详细信息
[root@master ~]# kubectl describe pods pod -n dev
Name:         pod
Namespace:    dev
Priority:     0
Node:         node2/192.168.109.102
Start Time:   Mon, 28 Feb 2022 18:48:51 +0800
Labels:       run=pod
Annotations:  <none>
Status:       Running
IP:           10.244.2.3
IPs:
  IP:  10.244.2.3
Containers:
  pod:
    Container ID:   docker://b1615d3637c0917c314a3594c23eb218a7d02b7e32575d7d39d06607b07e8343
    Image:          nginx
    Image ID:       docker-pullable://docker.io/nginx@sha256:0d17b565c37bcbd895e9d92315a05c1c3c9a29f762b011a10c54a66cd53c9b31
    Port:           <none>
    Host Port:      <none>
    State:          Running
      Started:      Mon, 28 Feb 2022 18:48:52 +0800
    Ready:          True
    Restart Count:  0
    Environment:    <none>
    Mounts:
      /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from kube-api-access-q5hpb (ro)
Conditions:
  Type              Status
  Initialized       True 
  Ready             True 
  ContainersReady   True 
  PodScheduled      True 
Volumes:
  kube-api-access-q5hpb:
    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  2m8s  default-scheduler  Successfully assigned dev/pod to node2
  Normal  Pulling    2m7s  kubelet            Pulling image "nginx"
  Normal  Pulled     2m7s  kubelet            Successfully pulled image "nginx" in 645.069591ms
  Normal  Created    2m7s  kubelet            Created container pod
  Normal  Started    2m6s  kubelet            Started container pod

命令式对象配置

命令式对象配置就是使用命令配合配置文件一起来操作kubernetes资源。

创建一个nginxpod.yaml，内容如下：

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: dev
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-nginx
  namespace: dev
spec:
  containers:
    - name: container-nginx
      image: nginx

执行create命令，创建资源：

[root@master k8sYamlForCSDN]# kubectl create -f podnginx.yaml 
namespace/dev created
pod/pod-nginx created
# 此时发现创建了两个资源对象，分别是namespace和pod

执行get命令，查看资源：

[root@master k8sYamlForCSDN]# kubectl get -f podnginx.yaml 
NAME            STATUS   AGE
namespace/dev   Active   3m4s
NAME            READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/pod-nginx   1/1     Running   0          3m4s
[root@master k8sYamlForCSDN]# kubectl get ns dev
NAME   STATUS   AGE
dev    Active   3m7s
[root@master k8sYamlForCSDN]# kubectl get pods -n dev
NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod-nginx   1/1     Running   0          3m13s
# 这样就显示了两个资源对象的信息

重复命令，查看情况

[root@master k8sYamlForCSDN]# kubectl create -f podnginx.yaml 
Error from server (AlreadyExists): error when creating "podnginx.yaml": namespaces "dev" already exists
Error from server (AlreadyExists): error when creating "podnginx.yaml": pods "pod-nginx" already exists

执行delete命令，删除资源：

[root@master k8sYamlForCSDN]# kubectl delete -f podnginx.yaml 
namespace "dev" deleted
pod "pod-nginx" deleted
# 此时两个资源对象被删除了

总结:命令式对象配置的方式操作资源，可以简单的认为：命令 + yaml配置文件（里面是命令需要的各种参数）

声明式对象配置

声明式对象配置跟命令式对象配置很相似，但是它只有一个命令apply

# 首先执行一次kubectl apply -f yaml文件，发现创建了资源
[root@master k8sYamlForCSDN]# kubectl apply -f podnginx.yaml 
namespace/dev created
pod/pod-nginx created
# 再次执行一次kubectl apply -f yaml文件，发现说资源没有变动
[root@master k8sYamlForCSDN]# kubectl apply -f podnginx.yaml 
namespace/dev unchanged
pod/pod-nginx unchanged

# 将yaml文件中的image: nginx改为image: nginx:1.17.1
[root@master k8sYamlForCSDN]# vi podnginx.yaml 
[root@master k8sYamlForCSDN]# kubectl apply -f podnginx.yaml 
namespace/dev unchanged
pod/pod-nginx configured
# 发现容器被更新了
[root@master k8sYamlForCSDN]# kubectl get pods -n dev
NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod-nginx   1/1     Running   0          3m11s
[root@master k8sYamlForCSDN]# vi podnginx.yaml 
[root@master k8sYamlForCSDN]# kubectl apply -f podnginx.yaml 
namespace/dev unchanged
pod/pod-nginx configured
[root@master k8sYamlForCSDN]# kubectl get pods -n dev
NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod-nginx   1/1     Running   0          3m45s
[root@master k8sYamlForCSDN]# kubectl de
debug     delete    describe  
[root@master k8sYamlForCSDN]# kubectl describe pods pod-nginx -n dev
  ...
  ...
  ...
Events:
  Type    Reason     Age                  From               Message
  ----    ------     ----                 ----               -------
  Normal  Scheduled  5m5s                 default-scheduler  Successfully assigned dev/pod-nginx to node2
  Normal  Pulling    5m4s                 kubelet            Pulling image "nginx"
  Normal  Pulled     4m49s                kubelet            Successfully pulled image "nginx" in 15.369758205s
  Normal  Killing    88s                  kubelet            Container container-nginx definition changed, will be restarted
  Normal  Pulling    88s                  kubelet            Pulling image "nginx:1.17.1"
  Normal  Created    69s (x2 over 4m49s)  kubelet            Created container container-nginx
  Normal  Started    69s (x2 over 4m49s)  kubelet            Started container container-nginx
  Normal  Pulled     69s                  kubelet            Successfully pulled image "nginx:1.17.1" in 18.730321303s

其实声明式对象配置就是使用apply描述一个资源最终的状态（在yaml中定义状态）
使用apply操作资源：
    如果资源不存在，就创建，相当于 kubectl create
  如果资源已存在，就更新，相当于 kubectl patch

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