探索k8s集群中kubectl的陈述式资源管理

一、k8s集群资源管理方式分类

1.1陈述式资源管理方式:增删查比较方便,但是改非常不方便

使用一条kubectl命令和参数选项来实现资源对象管理操作

即通过命令的方式来实

1.2声明式资源管理方式:yaml文件管理

使用yaml配置文件或者json配置文件来定义配置,实现资源对象的管理操作

现对资源的管理

二、陈述式资源管理方法

1.kubernetes 集群管理集群资源的唯一入口是通过相应的方法调用 apiserver 的接口

2.kubectl 是官方的CLI命令行工具,用于与 apiserver 进行通信,将用户在命令行输入的命令,组织并转化为 apiserver 能识别的信息,进而实现管理 k8s 各种资源的一种有效途径

3.kubectl 的命令大全

kubectl --help
k8s中文文档:http://docs.kubernetes.org.cn/683.html

4.对资源的增、删、查操作比较方便,但对改的操作就不容易了

#查看版本信息
kubectl version
 
#查看资源对象简写
kubectl api-resources
 
#查看集群信息 
kubectl cluster-info
 
#配置kubectl自动补全   只是当前生效,永久生效加入 ~/.bashrc中
source <(kubectl completion bash)
 
#node节点查看日志
journalctl -u kubelet -f

2.1查看版本信息

kubectl version

2.2查看资源对象简写 (true代表支持命名空间 false代表不支持命名空间)

kubectl api-resources

2.3配置kubectl自动补全

source <(kubectl completion bash)

2.4node节点查看日志

journalctl -u kubelet -f

三、基本信息查看

kubectl get <resource> [-o wide|json|yaml] [-n namespace]
获取资源的相关信息,-n 指定命令空间,-o 指定输出格式
resource可以是具体资源名称,如pod nginx-xxx;也可以是资源类型,如pod;或者all(仅展示几种核心资源,并不完整)
--all-namespaces 或 -A :表示显示所有命令空间,
--show-labels :显示所有标签
-l app :仅显示标签为app的资源
-l app=nginx :仅显示包含app标签,且值为nginx的资源
 
//查看 master 节点状态
kubectl get componentstatuses
kubectl get cs
 
//查看命令空间
kubectl get namespace
kubectl get ns
//命令空间的作用:用于允许不同 命令空间 的 相同类型 的资源 重名的
 
//查看default命名空间的所有资源
kubectl get all [-n default]
 
//创建命名空间app
kubectl create ns app
kubectl get ns
 
//删除命名空间app
kubectl delete namespace app
kubectl get ns			
 
//在命名空间kube-public 创建副本控制器(deployment)来启动Pod(nginx-wl)
kubectl create deployment nginx-wl --image=nginx  -n kube-public 
 
//描述某个资源的详细信息
kubectl describe deployment nginx-wl -n kube-public
kubectl describe pod nginx-wl-d47f99cb6-hv6gz -n kube-public
 
//查看命名空间kube-public 中的pod 信息
kubectl get pods -n kube-public
NAME                       READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-wl-d47f99cb6-hv6gz   1/1     Running   0          24m
 
//kubectl exec可以跨主机登录容器,docker exec 只能在容器所在主机上登录
kubectl exec -it nginx-wl-d47f99cb6-hv6gz bash -n kube-public
 
//删除(重启)pod资源,由于存在deployment/rc之类的副本控制器,删除pod也会重新拉起来
kubectl delete pod nginx-wl-d47f99cb6-hv6gz -n kube-public
 
//若pod无法删除,总是处于terminate状态,则要强行删除pod
kubectl delete pod <pod-name> -n <namespace> --force --grace-period=0
#grace-period表示过渡存活期,默认30s,在删除pod之前允许POD慢慢终止其上的容器进程,从而优雅退出,0表示立即终止pod
 
//扩缩容
kubectl scale deployment nginx-wl --replicas=2 -n kube-public	# 扩容
kubectl scale deployment nginx-wl --replicas=1 -n kube-public	# 缩容
 
//删除副本控制器
kubectl delete deployment nginx-wl -n kube-public
kubectl delete deployment/nginx-wl -n kube-public

3.1查看命名空间

kubectl get namespace
kubectl get ns
命名空间的作用:用于允许不同 命名空间 的 相同类型 的资源 可以重名

获取所有命名空间中的 Pod 列表

kubectl get pod --all-namespaces
kubectl get pod -A
 
#获取所有命名空间中的 Pod 列表

kubectl get pod --all-namespaces=kubetl get pod -A

-n 指定命名空间

命令空间的作用:用于允许不同 命令空间 的 相同类型 的资源 重名的

3.2 查看所有节点标签

仅显示标签为app的资源

3.3查看 master 节点状态

kubectl get componentstatuses
kubectl get cs

3.4查看default命名空间的所有资源

kubectl get all [-n default]
 
 
#这个命令 kubectl get all -n default 用于获取命名空间为 default 的所有资源,包括 Pod、Service、Deployment 等。
 
具体来说,该命令包含以下部分:
kubectl:Kubernetes 命令行工具,用于与 Kubernetes 集群进行交互。
get all:表示要获取指定命名空间中的所有资源,包括 Pod、Service、Deployment 等。
-n default:指定要获取资源的命名空间为 default

3.5创建命名空间

kubectl create ns hah
kubectl get ns

同一命名空间不能有相同的名字,不同命名空间可以有相同的名字

3.6删除命名空间

kubectl delete namespaces hah =kubectl delete ns hah
kubectl get ns

可以删除,但是如果这个命名空间下面有资源,资源就都会被删除,再三考虑哦

3.7在命名空间kube-public 创建副本控制器(deployment)来启动Pod(nginx-aa)

 kubectl create deployment nginx-aa --image=nginx -n kube-public
 
 
#这个命令 kubectl create deployment nginx-aa --image=nginx -n kube-public 用于在命名空间 kube-public 中创建一个名为 nginx-aa 的 Deployment,并使用 nginx 镜像作为 Deployment 中的容器。
 
 
kubectl:Kubernetes 命令行工具,用于与 Kubernetes 集群进行交互。
create deployment nginx-aa:创建一个名为 nginx-aa 的 Deployment。
--image=nginx:指定 Deployment 中要使用的容器镜像为 nginx。
-n kube-public:指定要将 Deployment 创建在 kube-public 命名空间中。

kubectl create <pod控制器名> <pod名称> --image=镜像名

Deployment:无状态应用部署

Statefulset:有状态应用部署

Replicaset:副本数量控制器

Daemonset:确保所有节点运行同一类 Pod

Cronjob:计划性任务

示例二:

用kubectl create 创建

用于创建deployment 控制器管理的pod

随后,删除

用create创建的pod资源不会被删除,即使删除也会从node1节点转移到node2节点

用run直接创建(删除就没有了)

run:用于创建一个自主式/静态 Pod

3.8描述某个资源的详细信息

kubectl describe deployment nginx-aa -n kube-public
 
kubectl describe pod nginx-aa-66b8d4497f-cdj44 -n kube-public

3.9查看命名空间kube-public 中的pod 信息

kubectl get pods -n kube-public

3.10kubectl exec可以跨主机登录容器,docker exec 只能在容器所在主机上登录

补充:

kubectl get pods -n kube-public -owide
 
#用于获取在 kube-public 命名空间中运行的所有 Pods 的详细信息,包括它们的名称、状态、IP 地址等。 -n kube-public 参数指定了命名空间为 kube-public,而 -owide 参数指定了输出的格式为 wide,这样可以显示更多的列。
 
#将会列出在 kube-public 命名空间中运行的所有 Pods,并显示它们的详细信息。

3.11删除(重启)pod资源,由于存在deployment/rc之类的副本控制器,删除pod也会重新拉起来

若pod无法删除,总是处于terminate状态,则要强行删除pod

kubectl delete pod <pod-name> -n <namespace> --force --grace-period=0
#grace-period表示过渡存活期,默认30s,在删除pod之前允许POD慢慢终止其上的容器进程,从而优雅退出,0表示立即终止pod

3.12扩缩容

​kubectl scale deployment nginx-bb --replicas=5 -n kube-public   # 扩容
 
kubectl scale deployment nginx-bb --replicas=2 -n kube-public   # 缩容
 
 
kubectl  scale pod控制器类型 资源名称 --replicas=副本数  -n 命名空间
##副本数决定扩容还是缩容

扩容:

11.2缩容

3.13删除副本控制器

kubectl delete deployment nginx-bb -n kube-public
kubectl delete deployment/nginx-aa -n kube-public

3.14查看标签

kubectl get pod --show-labels  #查看所有资源的标签
kubectl get pod -l app         #指定标签的键查看,只显示标签为app的资源
kubectl get pod -l app -A
kubectl get pod -l app=nginx-deployment #显示包含app标签且值为nginx的资源

kubectl get pod -l app=nginx-deployment

四、项目的生命周期

项目的生命周期:创建-->发布-->更新-->回滚-->删除

4.1创建 kubectl create命令

创建并运行一个或多个容器镜像。

创建一个deployment 或job 来管理容器。

kubectl create --help

kubectl -n 命名空间 create deployment 资源名称 --image=镜像 --port=容器的端口 --
replicas=副本数

​
启动 nginx 实例,暴露容器端口 80,设置副本数 3
kubectl create deployment nginx --image=nginx:1.14 --port=80 --replicas=3
 
kubectl -n 命名空间 create deployment 资源名称 --image=镜像 --port=容器的端口 --replicas=副本数
 
kubectl get pods
kubectl get all

可以指定命名空间,也可不指定,此处指定命名空间为test

查看命名空间,刚才创建的nginx=test有3个副本

4.2发布 kubectl expose命令

  • 将资源暴露为新的 Service
  • kubectl expose --help

kubectl expose deployment 控制器名称 --name=服务名称 --port=服务端口 --target-port=pod端口

为deployment的nginx创建service,并通过Service的80端口转发至容器的80端口上,Service的名称为nginx-service,类型为NodePort
kubectl expose deployment nginx --port=80 --target-port=80 --name=nginx-service --type=NodePort

示例:

kubectl expose deployment nginx-test --port=8082 --target-port=80 --name=nginx-svc --type=NodePort -n test
 
 
 
#用于在 test 命名空间中,为名为 nginx-test 的 Deployment 创建一个 Service,并将其暴露为 NodePort 类型的服务。
 
具体来说,该命令包含以下部分:
 
kubectl:Kubernetes 命令行工具,用于与 Kubernetes 集群进行交互。
expose deployment nginx-test:为名为 nginx-test 的 Deployment 创建一个 Service。
--port=8082:指定 Service 使用的端口为 8082。
--target-port=80:指定 Service 要将流量转发到 Deployment 中的容器的端口 80。
--name=nginx-svc:指定 Service 的名称为 nginx-svc。
--type=NodePort:指定 Service 的类型为 NodePort,这将在每个节点上随机选择一个端口,并将该端口映射到 Service 的目标端口上。
-n test:指定 Service 创建在 test 命名空间中。
通过执行这个命令,您为名为 nginx-test 的 Deployment 创建了一个 NodePort 类型的 Service,并将其暴露在节点的随机端口上,从而允许外部流量访问该服务

8082这个端口是随意定的哦

使用node的IP地址进行检测,node是运行服务的、master是用来管理的

浏览器检测

xhell也可以直接检测

Kubernetes 之所以需要 Service,一方面是因为 Pod 的 IP 不是固定的(Pod可能会重建),另一方面则是因为一组 Pod 实例之间总会有负载均衡的需求。

Service 通过 Label Selector 实现的对一组的 Pod 的访问。

对于容器应用而言,Kubernetes 提供了基于 VIP(虚拟IP) 的网桥的方式访问 Service,再由 Service 重定向到相应的 Pod

service 的 type 类型:

ClusterIP:提供一个集群内部的虚拟IP以供Pod访问(service默认类型)
NodePort:在每个Node上打开一个端口以供外部访问,Kubernetes将会在每个Node上打开一个端口并且每个Node的端口都是一样的,通过 NodeIp:NodePort 的方式Kubernetes集群外部的程序可以访问Service。

每个端口只能是一种服务,端口范围只能是 30000-32767。

LoadBalancer :通过设置LoadBalancer映射到云服务商提供的LoadBalancer地址。这种用法仅用于在公有云服务提供商的云平台上设置Service的场景。通过外部的负载均衡器来访问,通常在云平台部署LoadBalancer还需要额外的费用。

在service提交后,Kubernetes就会调用CloudProvider在公有云上为你创建一个负载均衡服务,并且把被代理的Pod的IP地址配置给负载均衡服务做后端。

externalName:将service名称映射到一个DNS域名上,相当于DNS服务的CNAME记录,用于让Pod去访问集群外部的资源,它本身没有绑定任何的资源。 tgc.benet.com www.benet.com

headless clusterIP 无头模式 名称

查看pod网络状态详细信息和 Service暴露的端口
kubectl get pods,svc -o wide
NAME                        READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP            NODE            NOMINATED NODE
pod/nginx-cdb6b5b95-fjm2x   1/1     Running   0          44s   172.17.26.3   192.168.80.11   <none>
pod/nginx-cdb6b5b95-g28wz   1/1     Running   0          44s   172.17.36.3   192.168.80.12   <none>
pod/nginx-cdb6b5b95-x4m24   1/1     Running   0          44s   172.17.36.2   192.168.80.12   <none>
 
NAME                    TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE   SELECTOR
service/kubernetes      ClusterIP   10.0.0.1     <none>        443/TCP        14d   <none>
service/nginx-service   NodePort    10.0.0.189   <none>        80:44847/TCP   18s   run=nginx
 
//查看关联后端的节点
kubectl get endpoints
 
//查看 service 的描述信息
kubectl describe svc nginx
 
//在 node01 节点上操作,查看负载均衡端口
yum install ipvsadm -y
ipvsadm -Ln
//外部访问的IP和端口
TCP  192.168.80.11:44847 rr
  -> 172.17.26.3:80               Masq    1      0          0         
  -> 172.17.36.2:80               Masq    1      0          0         
  -> 172.17.36.3:80               Masq    1      0          0     
//pod集群组内部访问的IP和端口
TCP  10.0.0.189:80 rr
  -> 172.17.26.3:80               Masq    1      0          0         
  -> 172.17.36.2:80               Masq    1      0          0         
  -> 172.17.36.3:80               Masq    1      0          0         
  
//在 node02 节点上操作,同样方式查看负载均衡端口
yum install ipvsadm -y
ipvsadm -Ln
TCP  192.168.80.12:44847 rr
  -> 172.17.26.3:80               Masq    1      0          0         
  -> 172.17.36.2:80               Masq    1      0          0         
  -> 172.17.36.3:80               Masq    1      0          0         
 
TCP  10.0.0.189:80 rr
  -> 172.17.26.3:80               Masq    1      0          0         
  -> 172.17.36.2:80               Masq    1      0          0         
  -> 172.17.36.3:80               Masq    1      0          0         
 
curl 10.0.0.189
curl 192.168.80.11:44847
//在master01操作 查看访问日志
kubectl logs nginx-cdb6b5b95-fjm2x
kubectl logs nginx-cdb6b5b95-g28wz
kubectl logs nginx-cdb6b5b95-x4m24

查看pod网络状态详细信息和 Service暴露的端口
[root@master01 ~]#kubectl get pods,svc -o wide -n test
NAME                              READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP            NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
pod/nginx-test-7b97cf7f78-dztsx   1/1     Running   0          13m   10.244.1.60   node01   <none>           <none>
pod/nginx-test-7b97cf7f78-rg7bx   1/1     Running   0          40m   10.244.1.54   node01   <none>           <none>
pod/nginx-test-7b97cf7f78-sx9q5   1/1     Running   0          40m   10.244.1.56   node01   <none>           <none>
 
NAME                TYPE       CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE   SELECTOR
service/nginx-svc   NodePort   10.96.253.185   <none>        8082:31385/TCP   86m   app=nginx-test
 
 
 
#查看关联后端的节点
kubectl get endpoints
 
#查看 service 的描述信息
kubectl describe svc nginx
 
#在 node 节点上操作,查看负载均衡端口
yum install ipvsadm -y
ipvsadm -Ln

查看pod网络状态详细信息和 Service暴露的端口

kubectl get pods,svc -o wide -n test
查看关联后端的节点
kubectl get endpoints
 
#用于获取当前 Kubernetes 集群中所有 Service 的端点信息。端点是 Service 后面的实际 Pod 的 IP 地址和端口。
 
 
#查看 service 的描述信息
kubectl describe svc nginx

在 node01 节点上操作,查看负载均衡端口

因为发布的时候,service的port是8082

在 node02 节点上操作,同样方式查看负载均衡端口

4.3更新 kubectl set命令

  • 更改现有应用资源一些信息。

kubectl set --help

将nginx 版本更新为 1.15版本

kubectl set image deployment/nginx-zzz nginx=nginx:1.15 -n kube-public

处于动态监听 pod 状态,由于使用的是滚动更新方式,所以会先生成一个新的pod,然后删除一个旧的pod,往后依次类推

kubectl get pods -w

#再看更新好后的 Pod 的 ip 会改变

4.4回滚 kubectl rollout命令

  • 对资源进行回滚管理
  • kubectl rollout --help
//查看历史版本
kubectl rollout history deployment/nginx 
 
//执行回滚到上一个版本
kubectl rollout undo deployment/nginx
 
//执行回滚到指定版本
kubectl rollout undo deployment/nginx --to-revision=1
 
//检查回滚状态
kubectl rollout status deployment/nginx

查看历史版本

kubectl  rollout undo dployment/nginx-zzz -n kube-public

执行回滚到上一个版本

kubectl rollout undo deployment/nginx-zzz -n kube-public

一开始是15版本

执行回滚到指定版本

kubectl rollout undo deployment/nginx-zzz --to-revision=1 -n 指定命名空间

检查回滚状态

kubectl rollout status deployment/nginx-test -n test

4.5删除 kubectl delete命令

//删除副本控制器
kubectl delete deployment/nginx
 
//删除service
kubectl delete svc/nginx-service
 
kubectl get all

删除副本控制器

五 应用发布策略

1.蓝绿发布

2.滚动发布(k8s默认)

3.灰度发布/金丝雀发布

蓝绿发布:一套业务,两个版本

2.滚动发布:(一个一个去更新)

3.金丝雀发布:

六、金丝雀发布(Canary Release) (灰度发布)

5.1金丝雀发布介绍

Deployment控制器支持自定义控制更新过程中的滚动节奏,如"暂停(pause)"或"继续(resume)"更新操作。比如等待第一批新的Pod资源创建完成后立即暂停更新过程,此时,仅存在一部分新版本的应用,主体部分还是旧的版本。然后,再筛选一小部分的用户请求路由到新版本的Pod应用,继续观察能否稳定地按期望的方式运行。确定没问题之后再继续完成余下的Pod资源滚动更新,否则立即回滚更新操作。这就是所谓的金丝雀发布

金丝雀发布的思想则是将少量的请求引流到新版本上,因此部署新版本服务只需极小数的机器。验证新版本符合预期后,逐步调整流量权重比例,使得流量慢慢从老版本迁移至新版本,期间可以根据设置的流量比例,对新版本服务进行扩容,同时对老版本服务进行缩容,使得底层资源得到最大化利用

5.2金丝雀发布图解

如图,某服务当前版本为 v1,现在新版本 v2 要上线。为确保流量在服务升级过程中平稳无损,采用金丝雀发布方案,逐步将流量从老版本迁移至新版本。

6.3金丝雀发布部署

创建deployment

因为我们刚刚删除了,所有我们重新创建一个

kubectl create deployment nginx-zzz --image=nginx:1.18 --replicas=6 -n test

随后,进行查看

暴露服务

kubectl expose deployment nginx-zzz --port=8083 --target-port=80 --name=nginx-service --type=NodePort -n kube-public

(1)更新deployment的版本,并配置暂停deployment

kubectl set image deployment/nginx-zzz nginx=nginx:1.22 && kubectl rollout pause deployment nginx-zzz -n kube-public
 
kubectl rollout status deployment nginx-zzz -n kube-public    #观察更新状态

再打开相同的xshell 去查看更新的状态

(2)监控更新的过程,可以看到已经新增了一个资源,但是并未按照预期的状态去删除一个旧的资源,就是因为使用了pause暂停命令

检测看看,既有1.22版本的nginx,也有1.18版本的nginx

补充:可以为升级的pod专门创建一个svc 只要访问这个更新的svc 都是1.22版本

(3)确保更新的pod没问题了,继续更新

kubectl rollout resume deployment/nginx-zzz -n kube-public

(4)查看最后的更新情况

kubectl get pods -w 

更新成功,并且现在都是1.22版本的nginx服务了

6.4金丝雀发布优缺点

5.4.1金丝雀发布的优点
  • 按比例将流量无差别地导向新版本,新版本故障影响范围小
  • 发布期间逐步对新版本扩容,同时对老版本缩容,资源利用率高
5.4.2金丝雀发布的缺点
  • 流量无差别地导向新版本,可能会影响重要用户的体验
  • 发布周期长
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