珠峰架构师成长计划

1. Kubernetes介绍 #

Master是控制节点,负责编排、管理、调度用户提交的作业
- 负责API服务的kube-apiserver
- 负责调度的kube-scheduler
- 负责容器编排的kube-controller-manager
- kube-apiserver会处理集群的持久化数据并保存在etcd中
Node是计算节点
- CRI(Container Runtime Interface)的远程调用接口，这个接口定义了容器运行时的各项核心操作
- OCI(Open Container Initiative) 容器运行时通过OCI同底层的Linux操作系统进行交互
- 设备插件是用来管理宿主机物理设备的组件
- gRPC是可以在任何环境中运行的现代开源高性能 RPC 框架
- RPC是指远程过程调用，也就是说两台服务器A，B，一个应用部署在A服务器上，想要调用B服务器上应用提供的函数/方法，由于不在一个内存空间，不能直接调用，需要通过网络来表达调用的语义和传达调用的数据

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1.1 Pod #

Pod 是 K8S 中最小的可调度单元（可操作/可部署单元）
它里面可以包含1个或者多个 Docker 容器
在 Pod 内的所有 Docker 容器，都会共享同一个网络、存储卷、端口映射规则
一个 Pod 拥有一个 IP,但这个 IP 会随着Pod的重启，创建，删除等跟着改变，所以不固定且不完全可靠,这也就是 Pod 的 IP 漂移问题。这个问题我们可以使用下面的 Service 去自动映射
Pod 是一个容器组，里面有很多容器，容器组内共享资源

pod

1.2 deployment #

希望批量启动和管理多个Pod实例，就可以使用deployment

1.3 Service #

有了Pod实例后就需要以固定的IP地址以负载均衡的方式访问多个Pod实例，就有了Service

2.部署 #

2.1 编写配置文件 #

Kubernetes 最核心的设计理念就是声明式 API
声明式 API可以用来描述容器化业务和容器间关系
apiversion

mkdir deployment && cd deployment
vim deployment-user-v1.yaml

apiVersion: apps/v1  #API 配置版本
kind: Deployment     #资源类型
metadata:
  name: user-v1     #资源名称
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: user-v1 #告诉deployment根据规则匹配相应的Pod进行控制和管理，matchLabels字段匹配Pod的label值
  replicas: 3 #声明一个 Pod,副本的数量
  template:
    metadata:
      labels:
        app: user-v1 #Pod的名称
    spec:   #组内创建的 Pod 信息
      containers:
      - name: nginx #容器的名称
        image: registry.cn-beijing.aliyuncs.com/zhangrenyang/nginx:user-v1 #使用哪个镜像
        ports:
        - containerPort: 80 #容器内映射的端口

2.2 布署Pod #

kubectl apply 代表准备对资源进行配置
-f 等于 --filename 后面可以跟随多个配置文件

kubectl apply -f deployment-user-v1.yaml
deployment.apps/user-v1 created

想查看部署完毕后的 Pod 运行状态，当状态都是 Running 时，代表 Pod 运行正常
- name 是 Pod的名称
- READY 为容器状态，格式为可用容器/所有容器数量
- STATUS 为 Pod 的运行状态
- RESTARTS 为重启数量
- AGE 为 Pod 运行时间

kubectl get pod
NAME                        READY   STATUS    RESTARTS   AGE
user-8445fbf8d7-6f6d7       0/1     ContainerCreating   0          13s
user-8445fbf8d7-nggzv       0/1     ContainerCreating   0          13s
user-8445fbf8d7-xfn52       0/1     ContainerCreating   0          13s

2.3 Service #

deployment 是无状态的
deployment 并不会对 pod 进行网络通信和分发
Pod 的 IP 在运行时还会经常进行漂移且不固定
想访问服务需要使用 Service 组织统一的 Pod 访问入口
可以定义Service 来进行统一组织 Pod 服务访问
负责自动调度和组织deployment中 Pod 的服务访问，由于自动映射 Pod 的IP，同时也解决了 Pod 的IP漂移问题

service

2.3.1 配置文件 #

Kubernetes的三种外部访问方式
NodePort服务是引导外部流量到你的服务的最原始方式
NodePort在所有节点上开放一个特定端口,任何发送到该端口的流量都被转发到对应服务

字段	说明
protocol	通信类型（TCP/UDP）
targetPort	原本 Pod 开放的端口
port	Kubernetes容器之间互相访问的端口
type	NodePort，Service的一种访问方式

user-service-v1.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: service-user-v1
spec:
  selector:
    app: user-v1
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 80
  type: NodePort

2.3.2 启动 #

kubectl apply -f user-service-v1.yaml
service/service-user-v1 created

查看当前的服务

kubectl get svc

可以在任何节点上访问

curl http://172.31.178.169:30859
curl http://172.31.178.170:30859

2.4 ingress #

我们可能会根据请求路径前缀的匹配，权重，甚至根据 cookie/header 的值去访问不同的服务
为了达到这种负载均衡的效果，我们可以使用kubernetes的另一个组件ingress
ingress-nginx 是基于 nginx 的一个 ingress 实现。
可以实现正则匹配路径，流量转发，基于 cookie header 切分流量（灰度发布）

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#wget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/controller-v0.34.1/deploy/static/provider/baremetal/deploy.yaml
wget https://img.zhufengpeixun.com/deploy.yaml

vi deploy.yaml d$

  namespace: ingress-nginx
spec:
  type: NodePort
  ports:
    - name: http
      port: 80
      protocol: TCP
      targetPort: http
+     nodePort: 31234
    - name: https
      port: 443
      protocol: TCP
      targetPort: https
+     nodePort: 31235

+ image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/bin_x/nginx-ingress:v0.34.1@sha256:80359bdf124d49264fabf136d2aecadac729b54f16618162194356d3c78ce2fe

配置生效，拉取ingress镜像并自动布署ingress
```
kubectl apply -f deploy.yaml
```
查看pods的部署状态
- -n 指定命名空间查询
- -l 指定label名称查询

kubectl -n ingress-nginx get svc
NAME                                 TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)                      AGE
ingress-nginx-controller             NodePort    10.108.109.94   <none>        80:31234/TCP,443:31235/TCP   16m
ingress-nginx-controller-admission   ClusterIP   10.106.43.59    <none>        443/TCP                      16m

kubectl -n ingress-nginx get svc
NAME                                 TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)                      AGE
ingress-nginx-controller             NodePort    10.108.109.94   <none>        80:31234/TCP,443:31235/TCP   17m
ingress-nginx-controller-admission   ClusterIP   10.106.43.59    <none>        443/TCP                      17m

ingress 服务的配置也是使用 yaml 文件进行管理
annotations 是 ingress 的主要配置项目，可以用来修改这些配置来修改 ingress 的行为。我们可以通过修改这些配置来实现灰度发布，跨域资源，甚至将 www.abc.com 重定向到 abc.com
rules 是 ingress 配置路径转发规则的地方,当我们去访问 /front 时， ingress 就会帮我们调度到 front-service-v1 这个 service 上面
- path 可以是一个路径字符串，也可以是一个正则表达式
- backend 则是 k8s 的 service 服务， serviceName 是服务名称， servicePort 是服务端口
backend 可以用来给 ingress 设置默认访问的 Service 服务。当请求不匹配 rules 中任何一条规则时，则会去走 backend 中的配置

vi ingress.yaml

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  name: nginx-ingress
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
    kubernetes.io/ingress.class: nginx
spec:
  rules:
  - http:
      paths: 
       - path: /user
         backend:
          serviceName: user-service-v1
          servicePort: 80
       - path: /pay
         backend:
          serviceName: pay-service-v1
          servicePort: 80    
  backend:
     serviceName: user-service-v1
     servicePort: 80

kubectl apply -f ./ingress.yaml

curl http://172.16.244.93:31234/user
curl http://172.16.244.94:31234/user
curl http://172.16.244.93:31234/pay
curl http://172.16.244.94:31234/pay

kubectl  describe   ingress

3.参考 #

3.1 查看 #

//查看当前的deployment
kubectl get deploy 
//删除deploy 删除后ReplicateSet和pod也没有了
kubectl delete deploy nginx

//查看Replication Controller
kubectl get rc
//删除Replication Controller,删除后Pod也没有了
kubectl delete rc mysql

//查看pod
kubectl get pod
//删除pod
kubectl delete pod mysql-77w7z

//查看服务
kubectl get svc
//删除服务
kubectl delete service nginx

//查看pod详情
kubectl describe pod fail-1034443984-jerry

3.2 发布镜像 #

//登录阿里云Docker Registry
sudo docker login --username=hongqishiq@126.com registry.cn-beijing.aliyuncs.com
//从Registry中拉取镜像
docker pull registry.cn-beijing.aliyuncs.com/zhangrenyang/zhangrenyang:[镜像版本号]
//将镜像推送到Registry
docker login --username=hongqishiq@126.com registry.cn-beijing.aliyuncs.com
docker tag [ImageId] registry.cn-beijing.aliyuncs.com/zhangrenyang/zhangrenyang:[镜像版本号]
docker push registry.cn-beijing.aliyuncs.com/zhangrenyang/zhangrenyang:[镜像版本号]

docker login --username=hongqishiq@126.com registry.cn-beijing.aliyuncs.com
docker run -d -p 8080:80 nginx
docker exec -it 6764db063e37  bash
/usr/share/nginx/html
docker container commit -m"nginx-user-v1" -a"zhangrenyang" 6764db063e37  registry.cn-beijing.aliyuncs.com/zhangrenyang/nginx:user-v1
docker container commit -m"nginx-user-v2" -a"zhangrenyang" 6764db063e37  registry.cn-beijing.aliyuncs.com/zhangrenyang/nginx:user-v2
docker container commit -m"nginx-pay-v1" -a"zhangrenyang" 6764db063e37  registry.cn-beijing.aliyuncs.com/zhangrenyang/nginx:pay-v1
docker push registry.cn-beijing.aliyuncs.com/zhangrenyang/http-probe:1.0.0

3.3 链接 #

Kubernetes中文社区
kubectl Cheat Sheet
kubernetes.cheatsheet
namespacesKubernetes 支持多个虚拟集群，它们底层依赖于同一个物理集群。这些虚拟集群被称为命名空间

kubectl get ns