三、Kubernetes 组件与Namespace

1、 YAML基础

参考链接: k8s-YAML配置文件

  • 前提知识点

    在正式学习K8S的各组件之前，我们先了解一下 YAML 文件的语法规则，熟悉语法之后才能更好的理解配置文件是如何描述的。

    YAML是专门用来写配置文件的语言，非常简洁和强大，使用比json更方便。它实质上是一种通用的数据串行化格式。

    • YAML语法规则

      • 大小写敏感
      • 使用缩进表示层级关系
      • 缩进时不允许使用Tal键，只允许使用空格
      • 缩进的空格数目不重要，只要相同层级的元素左侧对齐即可
      • ”#” 表示注释，从这个字符一直到行尾，都会被解析器忽略
      • 使用key: value，其中 ":" 和 value 之间要有一个英文空格

    • 在Kubernetes中，只需要知道两种结构类型即可

      • Lists

        List即列表，其实就是数组，例如：

        args
 - beijing
 - shanghai
 - shenzhen
 - guangzhou

        可以指定任何数量的项在列表中，每个项的定义以破折号（-）开头，并且与父元素之间存在缩进。在JSON格式中，表示如下：

        {
  "args": ["beijing", "shanghai", "shenzhen", "guangzhou"]
}

        当然Lists的子项也可以是Maps，Maps的子项也可以是List，例如：

        apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: kube100-site
  labels:
    app: web
spec:
  containers:
    - name: front-end
      image: nginx
      ports:
        - containerPort: 80
    - name: flaskapp-demo
      image: jcdemo/flaskapp
      ports: 8080

        如上述文件所示，定义一个containers的List对象，每个子项都由name、image、ports组成，每个ports都有一个KEY为containerPort的Map组成，转成JSON格式文件：

        {
  "apiVersion": "v1",
  "kind": "Pod",
  "metadata": {
      "name": "kube100-site",
      "labels": {
          "app": "web"
      },
  },
  "spec": {
      "containers": [{
          "name": "front-end",
          "image": "nginx",
          "ports": [{
              "containerPort": "80"
          }]
      }, {
          "name": "flaskapp-demo",
          "image": "jcdemo/flaskapp",
          "ports": [{
              "containerPort": "5000"
          }]
      }]
  }
}

      • Maps

        Map顾名思义指的是字典，即一个Key:Value 的键值对信息。例如：

        ---
apiVersion: v1
kind: Pod

        注：--- 为可选的分隔符 ，当需要在一个文件中定义多个结构的时候需要使用。

        上述内容表示有两个键apiVersion和kind，分别对应的值为v1和Pod。Maps的value既能够对应字符串也能够对应一个Maps。例如：

        ---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: kube100-site
  labels:
    app: web

        注：上述的YAML文件中，metadata这个KEY对应的值为一个Maps，而嵌套的labels这个KEY的值又是一个Map。实际使用中可视情况进行多层嵌套。

        YAML处理器根据行缩进来知道内容之间的关联。上述例子中，使用两个空格作为缩进，但空格的数据量并不重要，只是至少要求一个空格并且所有缩进保持一致的空格数 。

        例如，name和labels是相同缩进级别，因此YAML处理器知道他们属于同一map；它知道app是lables的值因为app的缩进更大。

        注意：在YAML文件中绝对不要使用tab键

2、Kubernetes 组件

2.1 Pod

在上一章节其实已经演示了 Pod 的创建，但是那是使用 ReplicaSet 来创建和管理Pod，而且没有进行讲解。

本章从最小操作单元 Pod 来开始演示，并说明 YAML 文件要如何配置。

  • 理解 Pod

    • Pod 是 Kubernetes 应用程序的基本执行单元，即它是 Kubernetes 对象模型中创建或部署的最小和最简单的单元。Pod 表示在集群上运行的进程。
    • Pod 封装了应用程序容器（或者在某些情况下封装多个容器）、存储资源、唯一网络 IP 以及控制容器应该如何运行的选项。
    • Pod 表示部署单元：Kubernetes 中应用程序的单个实例，它可能由单个 容器 或少量紧密耦合并共享资源的容器组成。
    • Pod 中的容器被自动的安排到集群中的同一物理或虚拟机上，并可以一起进行调度。 容器可以共享资源和依赖、彼此通信、协调何时以及何种方式终止它们。
    • 上面的内容用一句话来说就是：Pod 就是一个或多个相同Container的集合，相互之间可以互通与共享资源。

  • 使用 Pod

    • 定义 pod_nginx.yaml

      apiVersion: v1          # 必写，指定api版本，此值必须在 kubectl api-versions 中存在
kind: Pod               # 必写，指定创建资源的类型为 Pod  
metadata:               # 必写，资源的元数据
  name: nginx-pod       # 必写，表示pod名称，在同一个namespace中必须唯一,namespace后面再说
  namespace: default    # 表示pod所属的命名空间
  labels:               # 设定资源的标签
    app: nginx          # key: app, value: nginx
spec:                   # 必写，pod中容器的详细定义
  containers:           # 必写，pod中容器列表
  - name: nginx         # 必写，容器的名字
   image: nginx         # 必写，使用的镜像
   ports:               # 定义端口
   - containerPort: 80  # 容器对外开放的端口

      在 spec 上面的配置都是对 Pod 资源的配置信息，从 spec 往下开始才是去定义容器的。

    • 创建 Pod

      # 根据 pod_nginx.yaml 创建资源
[root@master-kubeadm-k8s pod]# kubectl apply -f pod_nginx.yaml
pod/nginx-pod created

    • 查看 Pod 信息

      # 查看 pod，这里正在创建中，等一会就会创建完成
[root@master-kubeadm-k8s pod]# kubectl get pods
NAME        READY   STATUS              RESTARTS   AGE
nginx-pod   0/1     ContainerCreating   0          15s

# 再次查看，容器已经运行起来了
[root@master-kubeadm-k8s pod]# kubectl get pods
NAME        READY   STATUS              RESTARTS   AGE
nginx-pod   1/1     Running             0          20s

# 查看 pod 详情
[root@master-kubeadm-k8s pod]# kubectl get pods -o wide
NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP             NODE                   NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-pod   1/1     Running   0          22m   192.168.14.4   worker01-kubeadm-k8s   <none>           <none>

# 查看 Pod 的详情描述
[root@master-kubeadm-k8s pod]# kubectl describe pod nginx-pod
Name:               nginx-pod
Namespace:          default
Priority:           0
PriorityClassName:  <none>
Node:               worker01-kubeadm-k8s/10.0.2.15
Start Time:         Fri, 27 Mar 2020 14:31:43 +0000
Labels:             app=nginx
Annotations:        cni.projectcalico.org/podIP: 192.168.14.5/32
                    kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration:
                      {"apiVersion":"v1","kind":"Pod","metadata":{"annotations":{},

# ....省略....

Events:
  Type    Reason     Age   From                           Message
  ----    ------     ----  ----                           -------
  Normal  Scheduled  28s   default-scheduler              Successfully assigned default/nginx-pod to worker01-kubeadm-k8s
  Normal  Pulling    26s   kubelet, worker01-kubeadm-k8s  Pulling image "nginx"

    • 测试

      # 访问容器 ip, 成功访问到了Nginx
[root@master-kubeadm-k8s pod]# curl 192.168.14.4
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
    body {
        width: 35em;
        margin: 0 auto;
        font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif;
    }
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p>

<p>For online documentation and support please refer to
<a href="http://nginx.org/">nginx.org</a>.<br/>
Commercial support is available at
<a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p>

<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>

    • 删除 Pod

      [root@master-kubeadm-k8s pod]# kubectl delete -f pod_nginx.yaml
pod "nginx-pod" deleted

      对于 Pod 的使用大概就是这些常用操作了，还有就是 Pod 的特性还需要在补充一下。

  • Storage and Networking

    • Networking

      每个Pod会被分配一个唯一的IP地址。Pod 中的每个容器共享网络命名空间，包括IP地址和网络端口。也就是说可以通过一个 IP 访问到 Pod 中的不同容器。

    • Storage

      Pod可以指定一组共享存储卷。Pod中的所有容器都可以访问共享卷，从而允许这些容器共享数据。卷还允许 Pod 中的持久数据保留下来，以防其中的容器需要重新启动。

2.2 Controller

2.2.1 ReplicationController

  • 理解 ReplicationController

    • ReplicationController 确保在任何时候都有特定数量的 pod 副本处于运行状态。 换句话说，ReplicationController 确保一个 pod 或一组同类的 pod 总是可用的。再简单点说即声明某种Pod的副本数量在任意时刻都符合设定的预期值。
    • 所以RC的定义包含以下几个部分：
      • 期待的 Pod 副本数（replicas）
      • 用于筛选目标Pod的 Label Selector
      • 当 Pod 的副本数量小于预期数量时，用于创建新 Pod 的 Pod 模板（template）

    ReplicationController 通常缩写为 rc，并作为 kubectl 命令的快捷方式通过RC可以自动实现集群中 Pod 的高可用，减少了传统IT环境中手工运维的工作。

  • 使用 ReplicationController

    • 创建 nginx_replication.yaml

      配置文件的说明现在只说明之前没用过的，已经说明过的就不再重复了。

      apiVersion: v1
kind: ReplicationController # 指定资源类型为 ReplicationController
metadata:
  name: nginx
spec:
  replicas: 3               # 指定 Pod 的副本数为 3
  selector:                 # 标签选择器,通过 selector 选取具有相同 label 的容器,这里表示包含 app: nginx的 label 的 Pod 都会被该 RC 管理
    app: nginx
  template:                 # 表示用于定义Pod的模板，比如Pod名称、拥有的label以及Pod中运行的应用等，通过改变RC里Pod模板中的镜像版本，可以实现Pod的升级功能
    metadata:               # 下面的配置就与配置 Pod 时一致了
      name: nginx
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx
        ports:
        - containerPort: 80

    • 创建 ReplicationController

      # 所有资源类型创建的方式都是一致的
[root@master-kubeadm-k8s replicationController]# kubectl apply -f nginx_replication.yaml
replicationcontroller/nginx created

    • 查询 RC 信息

      # 查看 pod
[root@master-kubeadm-k8s replicationController]# kubectl get pods
NAME          READY   STATUS              RESTARTS   AGE
nginx-22ctb   0/1     ContainerCreating   0          72s
nginx-7jvb5   1/1     Running             0          72s
nginx-qbtz4   0/1     ContainerCreating   0          72s

# 查看 Pod 的详情
[root@master-kubeadm-k8s replicationController]# kubectl get pods -o wide
NAME          READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP               NODE                   NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-22ctb   1/1     Running   0          4m37s   192.168.221.68   worker02-kubeadm-k8s   <none>           <none>
nginx-7jvb5   1/1     Running   0          4m37s   192.168.221.67   worker02-kubeadm-k8s   <none>           <none>
nginx-qbtz4   1/1     Running   0          4m37s   192.168.14.6     worker01-kubeadm-k8s   <none>           <none>

# 通过查看 rc 也可以查看
[root@master-kubeadm-k8s replicationController]# kubectl get rc
NAME    DESIRED   CURRENT   READY   AGE
nginx   3         3         2       85s

# 也可以查看 rc 详情
[root@master-kubeadm-k8s replicationController]# kubectl get rc -o wide
NAME    DESIRED   CURRENT   READY   AGE     CONTAINERS   IMAGES   SELECTOR
nginx   3         3         3       2m23s   nginx        nginx    app=nginx

# 同样的 describe 也是可以查看的
[root@master-kubeadm-k8s replicationController]# kubectl describe rc nginx
Name:         nginx
Namespace:    default
Selector:     app=nginx
Labels:       app=nginx
Annotations:  kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration:
                {"apiVersion":"v1","kind":"ReplicationController","metadata":{"annotations":{},"name":"nginx","namespace":"default"},"spec":{"replicas":3,...
Replicas:     3 current / 3 desired
Pods Status:  3 Running / 0 Waiting / 0 Succeeded / 0 Failed
Pod Template:
  Labels:  app=nginx
  Containers:
   nginx:
    Image:        nginx
    Port:         80/TCP
    Host Port:    0/TCP
    Environment:  <none>
    Mounts:       <none>
  Volumes:        <none>
Events:
  Type    Reason            Age    From                    Message
  ----    ------            ----   ----                    -------
  Normal  SuccessfulCreate  3m41s  replication-controller  Created pod: nginx-7jvb5
  Normal  SuccessfulCreate  3m41s  replication-controller  Created pod: nginx-qbtz4
  Normal  SuccessfulCreate  3m41s  replication-controller  Created pod: nginx-22ctb

    • 测试高可用

      • 尝试删除其中一个 Pod

        [root@master-kubeadm-k8s replicationController]# kubectl delete pods nginx-22ctb
pod "nginx-22ctb" deleted

# 查看 Pod,发现还是有 3 个 Pod
# 其实 "nginx-22ctb" 这个 Pod 已经删除了,但是 RC 自身有高可用的特性,又自动帮我们创建了一个新的 Pod
[root@master-kubeadm-k8s replicationController]# kubectl get pods -o wide
NAME          READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP               NODE                   NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-5nw6m   1/1     Running   0          58s     192.168.14.7     worker01-kubeadm-k8s   <none>           <none>
nginx-7jvb5   1/1     Running   0          7m45s   192.168.221.67   worker02-kubeadm-k8s   <none>           <none>
nginx-qbtz4   1/1     Running   0          7m45s   192.168.14.6     worker01-kubeadm-k8s   <none>           <none>

      • 对 pod 进行扩缩容

        # 将 nginx 这个 rc 扩容为 5
[root@master-kubeadm-k8s replicationController]# kubectl scale rc nginx --replicas=5
replicationcontroller/nginx scaled

# 查看 Pod,发现已经新增了 2 个正在创建中的 Pod 了
[root@master-kubeadm-k8s replicationController]# kubectl get pods
NAME          READY   STATUS              RESTARTS   AGE
nginx-5nw6m   1/1     Running             0          3m14s
nginx-7jvb5   1/1     Running             0          10m
nginx-bfhp4   0/1     ContainerCreating   0          6s
nginx-qbtz4   1/1     Running             0          10m
nginx-wrhbf   0/1     ContainerCreating   0          6s

    • 测试

      # 任意一个 ip 都是可以正常访问的
[root@master-kubeadm-k8s replicationController]# curl 192.168.221.67
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
    body {
        width: 35em;
        margin: 0 auto;
        font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif;
    }
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p>

<p>For online documentation and support please refer to
<a href="http://nginx.org/">nginx.org</a>.<br/>
Commercial support is available at
<a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p>

<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>

    • 删除 RC

      [root@master-kubeadm-k8s replicationController]# kubectl delete -f nginx_replication.yaml
replicationcontroller "nginx" deleted

    RC 现在已经不推荐使用了，但是还是要提一下的，官方为 RC 提供了 升级版本，就是 ReplicaSet

2.2.2 ReplicaSet

  • 理解 ReplicaSet

    • ReplicaSet 是下一代的 Replication Controller。 ReplicaSet 和 Replication Controller 的唯一区别是选择器的支持。ReplicaSet 支持新的基于集合的选择器（selector）需求，而 Replication Controller 仅支持基于相等选择器的需求。
    • 简单来说就是 RC 只能根据单个 label 进行选择 Pod，而 RS 则可以选则多个 label。
    • 大多数支持 Replication Controllers 的 kubectl命令也支持 ReplicaSets。但 rolling-update 命令是个例外。如果想要滚动更新功能请考虑使用 Deployment。
    • 虽然 ReplicaSets 可以独立使用，但今天它主要被 Deployments 用作协调 Pod 创建、删除和更新的机制。 当使用 Deployment 时，不必担心还要管理它们创建的 ReplicaSet。Deployment 会拥有并管理它们的 ReplicaSet。

  • 使用 ReplicaSet

    • 创建 nginx_rs.yaml 文件

      apiVersion: apps/v1     # 版本
kind: ReplicaSet        # 定义资源的类型为 RS
metadata:
  name: nginx-rs
  labels:               # 这里可以配置多个标签
    app: guestbook
    podLabel: nginx-label
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:        # 可以匹配多个标签
      podLabel: nginx-label # 注意这里的标签必须与template中定义的标签一致,否则匹配不到
  template:
    metadata:
      labels:
        podLabel: nginx-label
    spec:
      containers:
      - name: nginx-pod
        image: nginx

    • 创建 ReplicaSet

      [root@master-kubeadm-k8s replicaSet]# kubectl apply -f nginx_rs.yaml
replicaset.apps/nginx-rs created

    • 查看 ReplicaSet

      # 查看 Pod 都是通用的命令,不管使用哪种资源类型,都可以使用 get pods这些命令
[root@master-kubeadm-k8s replicaSet]# kubectl get pods
NAME             READY   STATUS              RESTARTS   AGE
nginx-rs-b6fjz   1/1     Running             0          65s
nginx-rs-dg4vj   1/1     Running             0          65s
nginx-rs-fwkhd   0/1     ContainerCreating   0          66s

# 与 RC 一样, 无非就是 rc 换成了 rs
[root@master-kubeadm-k8s replicaSet]# kubectl get rs
NAME       DESIRED   CURRENT   READY   AGE
nginx-rs   3         3         3       113s

[root@master-kubeadm-k8s replicaSet]# kubectl get rs -o wide
NAME       DESIRED   CURRENT   READY   AGE     CONTAINERS   IMAGES   SELECTOR
nginx-rs   3         3         3       2m27s   nginx-pod    nginx    podLabel=nginx-label
...

    • 删除 ReplicaSet

      [root@master-kubeadm-k8s replicaSet]# kubectl delete -f nginx_rs.yaml
replicaset.apps "nginx-rs" deleted

    ReplicaSet 与 ReplicationController 操作都是一致的，只有编写 yaml 文件时 rs 可以选择多个 label，那么其他功能就不再演示了。

    注意：一般情况下，我们很少单独使用Replica Set，它主要是被 Deployment 这个更高的资源对象所使用，从而形成一整套Pod创建、删除、更新的编排机制。当我们使用 Deployment 时，无须关心它是如何创建和维护ReplicaSet的，这一切都是自动发生的。同时，无需担心跟其他机制的不兼容问题（比如ReplicaSet不支持 rolling-update 但 Deployment 支持）。

2.2.3 Deployment

  • 理解 Deployment

    • 一个 Deployment 控制器为 Pods 和 ReplicaSets 提供描述性的更新方式。
    • Deployment 控制器以受控速率更改实际状态，以达到期望状态。可以定义 Deployments 以创建新的 ReplicaSets ，或删除现有 Deployments ，并通过新的 Deployments 使用其所有资源。
    • Deployment 是 K8S 中推荐使用的管理、编排容器的方式，它相比 RC 与 RS 最大的升级就是我们可以随时知道当前 Pod 部署的进度，可以检查 Deployment 的状态来看部署是否完成。

  • 使用 Deployment

    • 创建 nginx_deployment.yaml

      基础配置方面都与 RS 配置一模一样, 除了修改资源类型为 Deployment

      apiVersion: apps/v1
kind: Deployment            # 定义资源类型为 Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.7.9
        ports:
        - containerPort: 80

    • 创建 Deployment

      [root@master-kubeadm-k8s deployment]# kubectl apply -f nginx_deployment.yaml
deployment.apps/nginx-deployment created

    • 查看 Deployment

      [root@master-kubeadm-k8s deployment]# kubectl get pods -o wide
NAME                               READY   STATUS              RESTARTS   AGE   IP       NODE                   NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-deployment-6dd86d77d-fddx5   0/1     ContainerCreating   0          32s   <none>   worker01-kubeadm-k8s   <none>           <none>
nginx-deployment-6dd86d77d-hcbsv   0/1     ContainerCreating   0          32s   <none>   worker02-kubeadm-k8s   <none>           <none>
nginx-deployment-6dd86d77d-hrx2f   0/1     ContainerCreating   0          32s   <none>   worker02-kubeadm-k8s   <none>           <none>

# 也可以查看 rs
[root@master-kubeadm-k8s deployment]# kubectl get rs
NAME                         DESIRED   CURRENT   READY   AGE
nginx-deployment-6dd86d77d   3         3         2       79s

# 查看 deployment 部署情况
[root@master-kubeadm-k8s deployment]# kubectl get deployment
NAME               READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx-deployment   0/3     3            0           53s

# 查看 deployment 详情
[root@master-kubeadm-k8s deployment]# kubectl get deployment -o wide
NAME               READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE    CONTAINERS   IMAGES        SELECTOR
nginx-deployment   3/3     3            3           103s   nginx        nginx:1.7.9   app=nginx

    • 高级特性 rolling-update

      使用 Deployment 的好处之一就是我们可以通过 滚动更新 的方式去在线升级应用的版本

      # 查看当前nginx的版本, nginx我们是指定了使用 1.7.9 版本的
[root@master-kubeadm-k8s deployment]# kubectl get deployment -o wide
NAME               READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE     CONTAINERS   IMAGES        SELECTOR
nginx-deployment   3/3     3            3           5m28s   nginx        nginx:1.7.9   app=nginx

# 更新 nginx 的 image 版本
[root@master-kubeadm-k8s deployment]# kubectl set image deployment nginx-deployment nginx=nginx:1.9.1
deployment.extensions/nginx-deployment image updated

# -w 监控当前 pod 变化情况
# 可以发现它是为我们创建新的Pod,然后再慢慢停止之前旧版本的 Pod
[root@master-kubeadm-k8s deployment]# kubectl get pods -w
NAME                                READY   STATUS              RESTARTS   AGE
nginx-deployment-6dd86d77d-fddx5    1/1     Running             0          9m58s
nginx-deployment-6dd86d77d-hcbsv    1/1     Running             0          9m58s
nginx-deployment-6dd86d77d-hrx2f    1/1     Running             0          9m58s
nginx-deployment-784b7cc96d-fqzzp   0/1     ContainerCreating   0          30s

nginx-deployment-784b7cc96d-fqzzp   1/1     Running             0          84s
nginx-deployment-6dd86d77d-hcbsv    1/1     Terminating         0          10m
nginx-deployment-784b7cc96d-xrdz6   0/1     Pending             0          0s
nginx-deployment-784b7cc96d-xrdz6   0/1     Pending             0          0s
nginx-deployment-784b7cc96d-xrdz6   0/1     ContainerCreating   0          0s
nginx-deployment-784b7cc96d-xrdz6   0/1     ContainerCreating   0          1s
nginx-deployment-6dd86d77d-hcbsv    0/1     Terminating         0          10m
nginx-deployment-6dd86d77d-hcbsv    0/1     Terminating         0          11m
nginx-deployment-6dd86d77d-hcbsv    0/1     Terminating         0          11m

# ...省略...

# 最终还是会保持 3 个 replicas 运行
nginx-deployment-784b7cc96d-d6rdn   1/1     Running   0          87s
nginx-deployment-784b7cc96d-fqzzp   1/1     Running   0          4m10s
nginx-deployment-784b7cc96d-xrdz6   1/1     Running   0          2m46s

# 再次查看详情,发现nginx的版本已经更新为 1.9.1 了
[root@master-kubeadm-k8s deployment]# kubectl get deployment -o wide
NAME               READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE   CONTAINERS   IMAGES        SELECTOR
nginx-deployment   3/3     3            3           14m   nginx        nginx:1.9.1   app=nginx
      • Deployment 可确保在更新时仅关闭一定数量的 Pods。默认情况下，它确保至少 75%所需 Pods 运行（25%最大不可用）。
      • Deployment 还确保仅创建一定数量的 Pods 高于期望的 Pods 数。默认情况下，它可确保最多增加 25% 期望 Pods 数（25%最大增量）。
      • 如果仔细查看上述 Deployment ，将看到它首先创建了一个新的 Pod，然后删除了一些旧的 Pods，并创建了新的 Pods。它不会杀死老 Pods，直到有足够的数量新的 Pods 已经出现，并没有创造新的 Pods，直到足够数量的旧 Pods 被杀死。它确保至少 2 个 Pods 可用，并且总共最多 4 个 Pods 可用。

    控制器的几个组件就简单介绍到这里，其他命令与常用操作将会在后续章节慢慢的展开。

2.2.4 Labels and Selectors

在前面的 YAML 文件中，看到很多 label，顾名思义，就是给一些资源打上标签的。

  • 理解 Labels

    • 标签 是附加到 Kubernetes 对象（比如 Pods）上的键值对。
    • 标签旨在用于指定对用户有意义且相关的对象的标识属性，但不直接对核心系统有语义含义。
    • 标签可以用于组织和选择对象的子集。
    • 标签可以在创建时附加到对象，随后可以随时添加和修改。
    • 每个对象都可以定义一组键/值标签。每个键对于给定对象必须是唯一的。

  • 案例说明

    apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-pod
  labels:
    app: nginx

    表示名称为 nginx-pod 的 pod，有一个label，key为app，value为 nginx。

    我们可以将具有同一个 label 的 pod，交给 selector 管理

  • selector

    selector 是选取具有同一个 label 的pod进行管理，相同 label 的Pod就是抽象层面的 Service

    • 案例说明

      apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata: 
  name: nginx-deployment
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:             # 匹配具有同一个label属性的pod标签
    matchLabels:
      app: nginx         
  template:             # 定义pod的模板
    metadata:
      labels:
        app: nginx      # 定义当前pod的label属性，app为key，value为nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.7.9
        ports:
        - containerPort: 80

      如果 selector 匹配不到 label，运行将会报错

      将 上面 yaml文件中的 selector 匹配的标签改个名字：app: nginx1

      # 报错了，找不到匹配的标签
[root@master-kubeadm-k8s deployment]# kubectl apply -f nginx_deployment.yaml
The Deployment "nginx-deployment" is invalid: spec.template.metadata.labels: Invalid value: map[string]string{"app":"nginx"}: `selector` does not match template `labels`

    • 查看pod的 label 标签

      [root@master-kubeadm-k8s deployment]# kubectl get pods --show-labels
NAME                                READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
nginx-deployment-784b7cc96d-d6rdn   1/1     Running   0          14m   app=nginx,pod-template-hash=784b7cc96d
nginx-deployment-784b7cc96d-fqzzp   1/1     Running   0          17m   app=nginx,pod-template-hash=784b7cc96d
nginx-deployment-784b7cc96d-xrdz6   1/1     Running   0          16m   app=nginx,pod-template-hash=784b7cc96d

3、Namespace

  • 理解 Namespace

    • Kubernetes 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。
    • 命名空间适用于存在很多跨多个团队或项目的用户的场景。对于只有几到几十个用户的集群，根本不需要创建或考虑命名空间。
    • 命名空间为名称提供了一个范围。资源的名称需要在命名空间内是唯一的，但不能跨命名空间。命名空间不能相互嵌套，每个 Kubernetes 资源只能在一个命名空间中。
    • 命名空间是在多个用户之间划分集群资源的一种方法。
    • 简单来说，Namespace 就是用来做资源隔离的。

  • 使用 Namespace

    • 查看

      # 在不指定命名空间的时候,K8S是默认从 default 命名空间查询 Pod
# 当前还没有在 default 命名空间创建资源, 所以是空的
[root@master-kubeadm-k8s deployment]# kubectl get pods
No resources found.
    
# 通过 -n kube-system 查看 K8S 系统命名空间
# 这里是运行 K8S 所需的一些资源
[root@master-kubeadm-k8s deployment]# kubectl get pods -n kube-system
NAME                                         READY   STATUS    RESTARTS   AGE
calico-kube-controllers-99f457df4-q7jlb      1/1     Running   2          3d15h
calico-node-hbwbd                            1/1     Running   2          3d15h
calico-node-pftqd                            1/1     Running   2          3d15h
calico-node-tdspb                            1/1     Running   2          3d15h
coredns-fb8b8dccf-gwqj9                      1/1     Running   2          3d16h
coredns-fb8b8dccf-lj92j                      1/1     Running   2          3d16h
etcd-master-kubeadm-k8s                      1/1     Running   2          3d16h
kube-apiserver-master-kubeadm-k8s            1/1     Running   2          3d16h
kube-controller-manager-master-kubeadm-k8s   1/1     Running   2          3d16h
kube-proxy-9sxk6                             1/1     Running   2          3d15h
kube-proxy-hh6hx                             1/1     Running   2          3d15h
kube-proxy-hhnmc                             1/1     Running   2          3d16h
kube-scheduler-master-kubeadm-k8s            1/1     Running   2          3d16h

# 列出集群中现存的命名空间
[root@master-kubeadm-k8s deployment]# kubectl get namespaces
NAME              STATUS   AGE
default           Active   3d16h
kube-node-lease   Active   3d16h
kube-public       Active   3d16h
kube-system       Active   3d16h

# default   没有指明使用其它命名空间的对象所使用的默认命名空间
# kube-node-lease  这个官方没有文档说明,只知道是与心跳相关的
# kube-system   Kubernetes系统创建对象所使用的命名空间
# kube-public 
    # 这个命名空间是自动创建的，所有用户（包括未经过身份验证的用户）都可以读取它。
    # 这个命名空间主要用于集群使用，以防某些资源在整个集群中应该是可见和可读的。

      其实说白了，命名空间就是为了隔离不同的资源，比如：Pod、Service、Deployment等。可以在输入命令的时候指定命名空间 -n，如果不指定，则使用默认的命名空间：default。

    • 创建 Namespace

      • 一、YAML方式

        apiVersion: v1
kind: Namespace   # 指定资源类型为 Namespace
metadata:
  name: my-namespace-1

        # YAML方式创建命名空间
[root@master-kubeadm-k8s namespace]# kubectl apply -f namespace.yaml
namespace/my-namespace-1 created

# 查看命名空间,可以看到新创建的 Namespace
[root@master-kubeadm-k8s namespace]# kubectl get namespaces
NAME              STATUS   AGE
default           Active   3d16h
kube-node-lease   Active   3d16h
kube-public       Active   3d16h
kube-system       Active   3d16h
my-namespace-1    Active   12s

+ 二、命令方式

  ```ruby
  # 命令方式创建命名空间
  [root@master-kubeadm-k8s namespace]# kubectl create namespace my-namespace-2
  namespace/my-namespace-2 created
  
  # 同样也可以查看到新创建的命名空间
  [root@master-kubeadm-k8s namespace]# kubectl get namespaces
  NAME              STATUS   AGE
  default           Active   3d16h
  kube-node-lease   Active   3d16h
  kube-public       Active   3d16h
  kube-system       Active   3d16h
  my-namespace-1    Active   66s
  my-namespace-2    Active   3s
  ```

> **注意：**Namespace名称必须由小写字母数字字符或“-”组成，并且必须以字母数字字符（例如“ my-name”或“ 123-abc”）开头和结尾，用于验证的正则表达式为“ [a- z0-9]（[-a-z0-9] * [a-z0-9]）'）

  • 使用 Namespace

    • 创建资源指定命名空间

      apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-pod
  namespace: my-namespace-1   # 指定命名空间
spec:
  containers:
  - name: nginx-container
    image: nginx
    ports:
    - containerPort: 80

      # 创建 Pod
[root@master-kubeadm-k8s namespace]# kubectl apply -f nginx-ns.yaml
pod/nginx-pod created

    • 查看 Pod

      # 没有? 别忘了 Namespace 是资源隔离的,我们是指定了资源创建在哪个命名空间的
# 这里默认是查询 default 命名空间,所以肯定是查不到的
[root@master-kubeadm-k8s namespace]# kubectl get pods
No resources found.

# 通过 -n 指定我们创建的 Namespace 就可以查看到刚才创建的 Pod 了
[root@master-kubeadm-k8s namespace]# kubectl get pods -n my-namespace-1
NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-pod   1/1     Running   0          111s

# 通过 --all-namespaces 参数可以查询所有命名空间下的 Pod
[root@master-kubeadm-k8s namespace]# kubectl get pods --all-namespaces
NAMESPACE        NAME                                         READY   STATUS    RESTARTS   AGE
kube-system      calico-kube-controllers-99f457df4-q7jlb      1/1     Running   2          3d15h
kube-system      calico-node-hbwbd                            1/1     Running   2          3d15h
kube-system      calico-node-pftqd                            1/1     Running   2          3d15h
kube-system      calico-node-tdspb                            1/1     Running   2          3d15h
kube-system      coredns-fb8b8dccf-gwqj9                      1/1     Running   2          3d16h
kube-system      coredns-fb8b8dccf-lj92j                      1/1     Running   2          3d16h
kube-system      etcd-master-kubeadm-k8s                      1/1     Running   2          3d16h
kube-system      kube-apiserver-master-kubeadm-k8s            1/1     Running   2          3d16h
kube-system      kube-controller-manager-master-kubeadm-k8s   1/1     Running   2          3d16h
kube-system      kube-proxy-9sxk6                             1/1     Running   2          3d15h
kube-system      kube-proxy-hh6hx                             1/1     Running   2          3d15h
kube-system      kube-proxy-hhnmc                             1/1     Running   2          3d16h
kube-system      kube-scheduler-master-kubeadm-k8s            1/1     Running   2          3d16h
my-namespace-1   nginx-pod                                    1/1     Running   0          3m10s

  • 删除 Namespace

    [root@master-kubeadm-k8s namespace]# kubectl delete namespaces  my-namespace-1
namespace "my-namespace-1" deleted

    注意：删除命名空间会删除命名空间下的 所有内容

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