初识Kubernetes：（3）Kubernetes资源管理
1 资源管理介绍
在Kubernetes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Kubernetes。
Kubernetes的本质就是一个集群系统，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。
Kubernetes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Kubernetes一般也不会直接管理Pod，而是通过Pod控制器来管理Pod的。
Pod提供服务之后，就需要考虑如何访问Pod中的服务，Kubernetes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kubernets的核心，就是学习如何对集群中的
Pod、Pod控制器、Service、存储等各种资源进行操作。
2 YAML语法介绍
2.1 YAML语法介绍
YAML是一个类似于XML、JSON的标记性语言。它强调的是以“数据”为中心，并不是以标记语言为重点。因而YAML本身的定义比较简单，号称是“一种人性化的数据格式语言”。
YAML的语法比较简单，主要有下面的几个：
- 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：
- 常量：单个的、不能再分的值。
- 对象：键值对的集合，又称为映射/哈希/字典。
- 数组：一组按次序排列的值，又称为序列/列表。
2.2 YAML语法示例
2.2.1 YAML常量
#常量，就是指的是一个简单的值，字符串、布尔值、整数、浮点数、NUll、时间、日期
# 布尔类型
c1: true
# 整型
c2: 123456
# 浮点类型
c3: 3.14
# null类型
c4: ~ # 使用~表示null
# 日期类型
c5: 2019-11-11 # 日期类型必须使用ISO 8601格式，即yyyy-MM-dd
# 时间类型
c6: 2019-11-11T15:02:31+08.00 # 时间类型使用ISO 8601格式，时间和日期之间使用T连接，最后使用+代表时区
# 字符串类型
c7: haha # 简单写法，直接写值，如果字符串中间有特殊符号，必须使用双引号或单引号包裹
c8: line1
line2 # 字符串过多的情况可以折成多行，每一行都会转换成一个空格
2.2.2 对象
# 对象
# 形式一（推荐）：
xudaxian:
name: 许大仙
age: 16
# 形式二（了解）：
xuxian: {
name: 许仙, age: 18 }
2.2.3 数组
# 数组
# 形式一（推荐）：
address:
- 江苏
- 北京
# 形式二（了解）：
address: [江苏,上海]
3 资源管理方式
3.1 资源管理方式
- 命令式对象管理：直接使用命令去操作kubernetes的资源。
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的资源。
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的资源。（创建、更新操作，无法删除pod）
kubectl apply -f nginx-pod.yaml
| 类型 | 操作 | 试用场景 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|---|---|
| 命令式对象管理 | 对象 | 测试 | 简单 | 只能操作活动对象，无法审计、跟踪 |
| 命令式对象配置 | 文件 | 开发 | 可以审计、跟踪 | 项目大的时候，配置文件多，操作麻烦 |
| 声明式对象配置 | 目录 | 开发 | 支持目录操作 | 意外情况下难以调试 |
3.2 命令式对象管理
3.2.1 kubectl命令
-
kubectl是kubernetes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和部署。
-
kubectl命令的语法如下：
kubectl [command] [type] [name] [flags]
- command：指定要对资源执行的操作，比如create、get、delete。
- type：指定资源的类型，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。
示例：查看所有的pod
kubectl get pods
示例：查看某个pod
kubectl get pod pod_name
示例：查看某个pod，以yaml格式展示结果
kubectl get pod pod_name -o yaml
3.2.2 操作（command）
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
经常使用的操作如下所示：
- ① 基本命令：
| 命令 | 翻译 | 命令作用 |
|---|---|---|
| create | 创建 | 创建一个资源 |
| edit | 编辑 | 编辑一个资源 |
| get | 获取 | 获取一个资源 |
| patch | 更新 | 更新一个资源 |
| delete | 删除 | 删除一个资源 |
| explain | 解释 | 展示资源文档 |
- ② 运行和调试：
| 命令 | 翻译 | 命令作用 |
|---|---|---|
| run | 运行 | 在集群中运行一个指定的镜像 |
| expose | 暴露 | 暴露资源为Service |
| describe | 描述 | 显示资源内部信息 |
| logs | 日志 | 输出容器在Pod中的日志 |
| attach | 缠绕 | 进入运行中的容器 |
| exec | 执行 | 执行容器中的一个命令 |
| cp | 复制 | 在Pod内外复制文件 |
| rollout | 首次展示 | 管理资源的发布 |
| scale | 规模 | 扩（缩）容Pod的数量 |
| autoscale | 自动调整 | 自动调整Pod的数量 |
- ③ 高级命令：
| 命令 | 翻译 | 命令作用 |
|---|---|---|
| apply | 应用 | 通过文件对资源进行配置 |
| label | 标签 | 更新资源上的标签 |
- ④ 其他命令：
| 命令 | 翻译 | 命令作用 |
|---|---|---|
| cluster-info | 集群信息 | 显示集群信息 |
| version | 版本 | 显示当前Client和Server的版本 |
3.2.3 资源类型（type）
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
经常使用的资源如下所示：
- ① 集群级别资源：
| 资源名称 | 缩写 | 资源作用 |
|---|---|---|
| nodes | no | 集群组成部分 |
| namespaces | ns | 隔离Pod |
- ② Pod资源：
| 资源名称 | 缩写 | 资源作用 |
|---|---|---|
| Pods | po | 装载容器 |
- ③ Pod资源控制器：
| 资源名称 | 缩写 | 资源作用 |
|---|---|---|
| replicationcontrollers | rc | 控制Pod资源 |
| replicasets | rs | 控制Pod资源 |
| deployments | deploy | 控制Pod资源 |
| daemonsets | ds | 控制Pod资源 |
| jobs | 控制Pod资源 | |
| cronjobs | cj | 控制Pod资源 |
| horizontalpodautoscalers | hpa | 控制Pod资源 |
| statefulsets | sts | 控制Pod资源 |
- ④ 服务发现资源：
| 资源名称 | 缩写 | 资源作用 |
|---|---|---|
| services | svc | 统一Pod对外接口 |
| ingress | ing | 统一Pod对外接口 |
- ⑤ 存储资源：
| 资源名称 | 缩写 | 资源作用 |
|---|---|---|
| volumeattachments | 存储 | |
| persistentvolumes | pv | 存储 |
| persistentvolumeclaims | pvc | 存储 |
- ⑥ 配置资源：
| 资源名称 | 缩写 | 资源作用 |
|---|---|---|
| configmaps | cm | 配置 |
| secrets | 配置 |
3.2.4 应用示例
- 示例：创建一个namespace
kubectl create namespace dev
- 示例：获取namespace
kubectl get namespace
kubectl get ns
- 示例：在刚才创建的namespace下创建并运行一个Nginx的Pod
kubectl run nginx --image=nginx:1.17.1 -n dev
- 示例：查看名为dev的namespace下的所有Pod，如果不加-n，默认就是default的namespace
kubectl get pods -n dev
- 示例：删除指定namespace下的指定Pod
kubectl delete pod nginx -n dev
- 示例：删除指定的namespace
kubectl delete namespace dev
3.3 命令式对象配置
3.3.1 概述
命令式对象配置：通过命令配置和配置文件去操作kubernetes的资源。
3.3.2 应用示例
示例：
- ① 创建一个nginxpod.yaml，内容如下：
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
name: dev
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginxpod
namespace: dev
spec:
containers:
- name: nginx-containers
image: nginx:1.17.1
- ② 执行create命令，创建资源：
kubectl create -f nginxpod.yaml
- ③ 执行get命令，查看资源：
kubectl get -f nginxpod.yaml
- ④ 执行delete命令，删除资源：
kubectl delete -f nginxpod.yaml
3.3.3 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）。
3.4 声明式对象配置
3.4.1 概述
- 声明式对象配置：通过apply命令和配置文件去操作kubernetes的资源。
- 声明式对象配置和命令式对象配置类似，只不过它只有一个apply命令。
- apply相当于create和patch。
3.4.2 应用示例
示例：
kubectl apply -f nginxpod.yaml
3.4.3 总结
-
声明式对象配置就是使用apply描述一个资源的最终状态（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。
- 如果资源存在，就更新，相当于kubectl patch。
3.5 使用方式推荐
- 创建和更新资源使用声明式对象配置：kubectl apply -f xxx.yaml。
- 删除资源使用命令式对象配置：kubectl delete -f xxx.yaml。
- 查询资源使用命令式对象管理：kubectl get(describe) 资源名称。
3.6 扩展：kubectl可以在Node上运行
- kubectl的运行需要进行配置，它的配置文件是
$HOME/.kube，如果想要在Node节点上运行此命令，需要将Master节点的.kube文件夹复制到Node节点上，即在Master节点上执行下面的操作：
scp -r $HOME/.kube k8s-node1:$HOME
4 如何快速的编写yaml文件
4.1 使用kubectl create命令生成yaml文件
- 此种方式适用于没有真正部署资源。
- 使用kubectl create命令生成yaml文件：
kubectl create deployment nginx --image=nginx:1.17.1 --dry-run=client -n dev -o yaml
- 如果yaml文件太长，可以写入到指定的文件中。
kubectl create deployment nginx --image=nginx:1.17.1 --dry-run=client -n dev -o yaml > test.yaml
4.2 使用kubectl get命令导出yaml文件（此种方式已经不建议使用）
-
此种方式适合于资源已经部署，动态的导出yaml文件。
-
创建一个Deployment：
kubectl create deployment nginx --image=nginx:1.17.1 -n dev
- 使用kubectl get命令导出yaml文件：
kubectl get deployment nginx -n dev -o yaml --export > test2.yaml
此种方式会在未来版本中删除，因此不再建议使用。