Kubernetes集群资源管理 - YAML

YAML

YAML 文件用于定义和管理Kubernetes集群资源，如Deployment、Service、Pod等。

其作用主要体现在以下几个方面：

1. 定义资源对象的配置与期望状态

YAML 文件通过声明式语法描述资源对象的属性，包括 API 版本（apiVersion）、资源类型（kind）、元数据（metadata）和详细配置（spec）等。

2. 支持声明式管理

YAML 文件采用声明式设计，用户只需描述"期望结果"，而无需关注具体执行步骤。

3. 实现多环境配置复用

YAML 文件支持参数化配置，可通过变量或外部工具实现不同环境（开发、测试、生产）的差异化部署。

4. 管理复杂资源关系

单个 YAML 文件可定义多个关联资源（如同时声明 Deployment 和 Service），并通过标签（labels）和选择器（selector）建立资源间的逻辑联系。

5. 标准化与安全性

YAML 文件强制使用空格缩进和层级结构，避免了格式混乱。

6. 扩展性与自动化集成

YAML 文件可与 CI/CD 工具（如 Jenkins、GitLab CI）结合，实现自动化部署。

示例：部署应用并对外暴露

一、Deployment YAML文件

这段 YAML 文件定义了一个 Kubernetes Deployment ，用于部署一个名为 test-app 的应用程序。

yaml 复制代码

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: test-app
  namespace: dev
  labels:
    name: test-app
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      name: test-app
  template:
    metadata:
      labels:
        name: test-app
    spec:
      nodeSelector:
       feature1: test
      initContainers: 
        - image: harbor:5000/test-app
          name: copyfile
          command: ["cp","-rf","/root/test-app.jar","/root/executable/jar/"]
      containers:
        - name: test-app
          image: harbor:5000/jdk17
          imagePullPolicy: IfNotPresent
          envFrom:
            - configMapRef:
                name: dev-configmap
          env:
            - name: instanceId
              valueFrom:
               fieldRef:
                 fieldPath: metadata.name                        
            - name: instanceIp
              valueFrom:
               fieldRef:
                 fieldPath: status.podIP
            - name: JAR_Name
              value: "test-app.jar"
          volumeMounts:
            - name: logs
              mountPath: /home/listen/Apps/logs
            - name: localtime
              mountPath: /etc/localtime
            - name: timezone
              mountPath: /etc/timezone
            - name: jar-vol
              mountPath: /var/app/
          ports:
            - containerPort: 8080
          resources:
            limits:
              cpu: 2
              memory: 4.0Gi
            requests:
              cpu: 1
              memory: 1024Mi
          readinessProbe:
           httpGet:
             path: /actuator/health/readiness
             port: 8080
           initialDelaySeconds: 30
          livenessProbe:
           httpGet:
             path: /actuator/health/liveness
             port: 8080
           initialDelaySeconds: 30
      volumes:
        - name: logs
          hostPath:
            path: /logs/
        - name: localtime
          hostPath:
            path: /etc/localtime
        - name: timezone
          hostPath:
            path: /etc/timezone
        - name: jar-vol
          emptyDir: {}

1. 基本信息

yaml 复制代码

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: test-app
  namespace: dev
  labels:
    name: test-app

apiVersion : 使用的 Kubernetes API 版本是 apps/v1，这是 Deployment 的标准 API 版本。
kind : 资源类型是 Deployment，用于定义 Pod 的部署策略。
metadata :
- name: Deployment 的名称是 test-app。
- namespace: 部署在 dev 命名空间中。
- labels: 为 Deployment 打上标签 name: test-app，用于标识和选择。

2. Deployment 规格

yaml 复制代码

spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      name: test-app

replicas: 指定运行 2 个 Pod 副本。
selector : 定义 Deployment 如何选择管理的 Pod。这里通过标签 name: test-app 来选择 Pod。

3. Pod 模板

yaml 复制代码

template:
  metadata:
    labels:
      name: test-app
  spec:
    nodeSelector:
      feature1: test

template : 定义 Pod 的模板。
- metadata : 为 Pod 打上标签 name: test-app，与 selector 匹配。
- spec : 定义 Pod 的规格。
  - nodeSelector : 指定 Pod 只能调度到具有标签 feature1: test 的节点上。

4. 初始化容器 (initContainers)

yaml 复制代码

initContainers:
  - image: harbor:5000/test-app
    name: copyfile
    command: ["cp", "-rf", "/root/test-app.jar", "/root/executable/jar/"]

initContainers : 在主容器启动之前运行的初始化容器。
- image : 使用镜像 harbor:5000/test-app。
- name : 初始化容器的名称是 copyfile。
- command : 运行命令 cp -rf /root/test-app.jar /root/executable/jar/，将文件复制到指定目录。

5. 主容器 (containers)

yaml 复制代码

containers:
  - name: test-app
    image: harbor:5000/jdk17
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    envFrom:
      - configMapRef:
          name: dev-configmap
    env:
      - name: instanceId
        valueFrom:
          fieldRef:
            fieldPath: metadata.name
      - name: instanceIp
        valueFrom:
          fieldRef:
            fieldPath: status.podIP
      # 其他环境变量...
    volumeMounts:
      - name: logs
        mountPath: /home/listen/Apps/logs
      - name: localtime
        mountPath: /etc/localtime
      - name: timezone
        mountPath: /etc/timezone
      - name: jar-vol
        mountPath: /var/app/
    ports:
      - containerPort: 8080
    resources:
      limits:
        cpu: 2
        memory: 4.0Gi
      requests:
        cpu: 1
        memory: 1024Mi
    readinessProbe:
      httpGet:
        path: /actuator/health/readiness
        port: 8080
      initialDelaySeconds: 30
    livenessProbe:
      httpGet:
        path: /actuator/health/liveness
        port: 8080
      initialDelaySeconds: 30

containers : 定义主容器。
- name : 容器名称是 test-app。
- image : 使用镜像 harbor:5000/jdk17。
- imagePullPolicy : 镜像拉取策略是 IfNotPresent，即如果本地已存在镜像，则不拉取。
- envFrom : 从名为 dev-configmap 的 ConfigMap 注入环境变量。
- env : 定义环境变量，例如：
  - instanceId: 从 Pod 的元数据中获取 Pod 名称。
  - instanceIp: 从 Pod 的状态中获取 Pod IP。
  - 其他环境变量用于配置应用程序的行为。
- volumeMounts : 挂载多个卷到容器中，例如：
  - logs: 挂载到 /home/listen/Apps/logs。
  - localtime 和 timezone: 挂载主机的时间配置。
  - jar-vol: 挂载到 /var/app/。
- ports : 暴露容器端口 8080。
- resources : 定义资源限制和请求：
  - limits: 容器最多使用 2 个 CPU 和 4Gi 内存。
  - requests: 容器至少需要 1 个 CPU 和 1024Mi 内存。
- readinessProbe : 就绪探针，检查路径 /actuator/health/readiness，初始延迟 30 秒。
- livenessProbe : 存活探针，检查路径 /actuator/health/liveness，初始延迟 30 秒。

6. 卷 (volumes)

yaml 复制代码

volumes:
  - name: logs
    hostPath:
      path: /logs/
  - name: localtime
    hostPath:
      path: /etc/localtime
  - name: timezone
    hostPath:
      path: /etc/timezone
  - name: jar-vol
    emptyDir: {}

volumes : 定义 Pod 使用的卷。
- logs: 使用主机路径 /logs/。
- localtime 和 timezone: 使用主机的时间配置文件。
- jar-vol: 使用 emptyDir 卷，生命周期与 Pod 绑定。

7. 总结

这段 YAML 文件定义了一个 Kubernetes Deployment，用于部署一个名为 test-app 的应用程序。它包括：

2 个 Pod 副本。
一个初始化容器，用于复制文件。
一个主容器，运行 Java 应用程序，并配置了环境变量、资源限制、探针和卷挂载。
使用 hostPath 和 emptyDir 卷来存储数据和配置文件。

这个 Deployment 的目标是在具有特定标签的节点上运行应用程序，并通过探针确保应用程序的健康状态。

二、根据 Deployment 创建资源

应用这个YAML文件

使用kubectl命令行工具将这个Deployment应用到Kubernetes集群中：

bash 复制代码

kubectl apply -f test-app-deployment.yaml

验证部署状态

使用以下命令来查看Deployment和Pod的状态：

bash 复制代码

kubectl get deployments
kubectl get pods

三、Service YAML文件

为了暴露这个test-app应用，还需要创建一个Service。

这段 YAML 文件定义了一个 Kubernetes Service，用于暴露名为 test-app 的应用程序。

yaml 复制代码

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

1. 基本信息

yaml 复制代码

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: test-app-service

apiVersion : 使用的 Kubernetes API 版本是 v1，这是 Service 的标准 API 版本。
kind : 资源类型是 Service，用于定义如何访问 Pod。
metadata :
- name: Service 的名称是 test-app-service。

2. Service 规格

yaml 复制代码

spec:
  selector:
    app: test-app
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 80
  type: LoadBalancer

2.1. Selector

yaml 复制代码

selector:
  app: test-app

selector : 定义 Service 如何选择 Pod。
- 这里通过标签 app: test-app 来选择 Pod。
- 这意味着所有具有 app: test-app 标签的 Pod 都会被该 Service 管理。

2.2. Ports

yaml 复制代码

ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 80

ports : 定义 Service 的端口映射。
- protocol : 使用 TCP 协议。
- port : Service 对外暴露的端口是 80。
- targetPort : 将流量转发到 Pod 的端口 80。

2.3. Type

yaml 复制代码

type: LoadBalancer

type : 定义 Service 的类型。
- LoadBalancer: 表示这是一个负载均衡类型的 Service。
- Kubernetes 会自动为该 Service 创建一个外部负载均衡器，并将外部流量路由到后端 Pod。

3. 总结

这段 YAML 文件定义了一个 Kubernetes Service，用于暴露 test-app 应用程序。

它的主要功能包括：

选择 Pod ：通过标签 app: test-app 选择后端 Pod。
端口映射 ：将外部流量从 Service 的端口 80 转发到 Pod 的端口 80。
负载均衡 ：使用 LoadBalancer 类型，自动创建外部负载均衡器，将外部流量分发到Pod。

4. 实际效果

当该 Service 被创建后：
- Kubernetes 会为该 Service 分配一个外部 IP 地址。
- 外部客户端可以通过该 IP地址和端口 80 访问 test-app 应用程序。
- 流量会被负载均衡到所有具有 app: test-app 标签的 Pod。

5. 适用场景

适用于需要对外暴露服务的应用程序，例如 Web 服务或 API。
如果运行在云平台上，LoadBalancer 类型会自动创建云负载均衡器。
如果运行在本地环境，可能需要额外的配置（如 MetalLB）来支持 LoadBalancer 类型。

四、根据 service 创建资源

应用这个YAML文件

使用kubectl命令行工具将这个Service应用到Kubernetes集群中：

bash 复制代码

kubectl apply -f test-app-service.yaml

获取Service信息

使用以下命令来获取Service的详细信息，包括外部IP地址：

bash 复制代码

kubectl get services