【k8s集群应用】kubectl命令行工具管理-陈述式管理

Kubernetes 资源管理方法

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

1. Kubernetes 集群资源管理入口

• Kubernetes 集群管理资源的唯一入口是通过调用 apiserver 的接口。
• kubectl 是官方 CLI 工具，用于与 apiserver 通信，将用户命令转化为 apiserver 能识别的信息，实现对 Kubernetes 资源的管理。

2. kubectl 常用命令

• 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 kubectl get cs
kubectl get nodes
• 配置自动补全：source <(kubectl completion bash)
• 查看节点日志：journalctl -u kubelet -f

3. 资源操作

• 查看资源：

  kubectl get <resource> [-o wide|json|yaml] [-n namespace]
  

  • -n：指定命名空间
  • -o：指定输出格式
  • --all-namespaces 或 -A：显示所有命名空间
  • --show-labels：显示资源标签
  • -l app：过滤标签为 app 的资源
  • -l app=nginx ：仅显示包含app标签，且值为nginx的资源

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)

• 查看 master 节点状态

  kubectl get componentstatuses
  kubectl get cs
  

• 查看命名空间：

  kubectl get namespace
  kubectl get ns
  

  • 命令空间的作用：用于允许不同命名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
  

• 删除命名空间app：

  kubectl delete namespace app
  

• 创建 Deployment：

  kubectl create deployment nginx-wl --image=nginx -n kube-public
  

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

• 描述资源详情：

  kubectl describe deployment nginx-wl -n kube-public
  kubectl describe pod nginx-wl-d47f99cb6-hv6gz -n kube-public
  

• 查看 Pod 信息：

  kubectl get pods -n kube-public
  NAME                       READY   STATUS    RESTARTS   AGE
  nginx-wl-d47f99cb6-hv6gz   1/1     Running   0          24m
  

• 进入容器：

  kubectl exec -it <pod-name> bash -n <namespace>
  

  • 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

• 查看日志：

  kubectl logs <pod-name> [-c <container-name>]
  

  • –p 查看Pod重启前的日志

• 删除 Pod：

  kubectl delete pod <pod-name> -n <namespace>
  

  • 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

• 强制删除 Pod：

  kubectl delete pod <pod-name> -n <namespace> --force --grace-period=0
  

  • 若pod无法删除，总是处于terminate状态，则要强行删除pod
  • 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 <deployment-name> --replicas=<number> -n <namespace>
  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
  

4. 项目生命周期管理

项目的生命周期：创建–>发布–>更新–>回滚–>删除

• 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
  • 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
  

• 发布 Service：

  • kubectl expose命令
    • 将资源暴露为新的 Service
  • 为deployment的nginx创建service，并通过Service的8080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=8080 --target-port=80 --name=nginx-service --type=NodePort
  kubectl create service nodeport nginx-service --tcp=8080:80
  

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（默认类型）：分配一个集群内部的虚拟 IP 地址，仅在集群内部可访问。例如Pod和Pod之间的通信，如果是Kubernetes集群外的请求访问是不行的。
• NodePort：宿主机上开启一个特定端口（默认范围 30000-32767），直接与Pod的端口相连，实现访问 nodeIP:nodePort 能够直接访问到Pod。用途：允许外部访问，但通常用于开发或测试。
• LoadBalancer：使用外接负载均衡器完成到服务的负载分发，此模式需要使用云服务商提供的负载均衡器，将请求分发到所有的Node上，再结合kube-proxy实现流量接入：
  外部客户端 -> 云负载均衡器 -> Kubernetes 节点 -> kube-proxy -> Pod
  LoadBalancer和NodePort很相似，目的都是向外部暴露一个端口，区别在于LoadBalancer会在集群的外部再来做一个负载均衡设备，而这个设备需要外部云环境支持的，外部服务发送到这个设备上的请求，会被设备负载均衡转发到K8S集群中。
• externalName：将外部服务映射到集群内部，并以DNS的形式用于Pod中服务对外部服务访问。

• 更新：
  • kubectl set 命令
    • 获取修改模板：kubectl set image --help

  #将nginx 版本更新为 1.15 版本
  kubectl set image deployment/nginx nginx=nginx:1.15
  
  kubectl set image --help
  Examples:
  # Set a deployment's nginx container image to 'nginx:1.9.1', and its busybox container image to 'busybox'.
  kubectl set image deployment/nginx busybox=busybox nginx=nginx:1.9.1
  #查看当前 nginx 的版本号
  curl -I http://192.168.80.11:44847
  curl -I http://192.168.80.12:44847
  #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
  

滚动更新详解：
kubectl get all
DESIRED：表示期望的状态是 10 个 READY 的副本
CURRENT：表示当前副本的总数: 即8 个日副本 + 5 个新副本
UP_TO-DATE：表示当前已经完成更新的副本数: 即 5个新副本
AVAILABLE：表示当前处于 READY 状态的副本数: 即8个日副本。

kubectl describe deployment/nginx
滚动更新通过参数 maxSurge 和 maxUnavailable 来控制副本替换的数量
maxSurge：此参数控制滚动更新过程中副本总数的超过 DESIRED 的上限。maxSurge 可以是具体的整数（比如 3），也可以是百分百，向上取整。maxSurge 默认值为 25%。
例如，DESIRED 为 10，那么副本总数的最大值为 10 + 10 * 25% = 13，即 CURRENT 为 13。

maxUnavailable：此参数控制滚动更新过程中，不可用的副本相占 DESIRED 的最大比例。maxUnavailable 可以是具体的整数（比如 3），也可以是百分百，向下取整。 maxUnavailable 默认值为 25%。
例如，DESIRED 为 10，那么可用的副本数至少要为 10 - 10 * 25% = 8，即 AVAILABLE 为 8。

因此 maxSurge 值越大，初始创建的新副本数量就越多；maxUnavailable 值越大，初始销毁的旧副本数量就越多。

理想情况下，DESIRED 为 10 的滚动更新的过程应该是这样的：
首先创建 3 个新副本使副本总数达到 13 个。
然后销毁 2 个旧副本使可用的副本数降到 8 个。
当这 2 个旧副本成功销毁后，可再创建 2 个新副本，使副本总数保持为 13 个。
当新副本通过 Readiness 探测后，会使可用副本数增加，超过 8。
进而可以继续销毁更多的旧副本，使可用副本数回到 8。
旧副本的销毁使副本总数低于 13，这样就允许创建更多的新副本。
这个过程会持续进行，最终所有的旧副本都会被新副本替换，滚动更新完成。

• • 更新完成后：

   #再看更新好后的 Pod 的 ip 会改变
   kubectl get pods -o wide
   #再看 nginx 的版本号
   curl -I http://192.168.80.11:44847
   curl -I http://192.168.80.12:4484
  

• 回滚：
  -kubectl rollout命令

  #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
  

• 删除：

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

金丝雀发布

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：

  #更新deployment的版本，并配置暂停deployment
  kubectl set image deployment/nginx nginx=nginx:1.14 && kubectl rollout pause deployment/nginx
  
  #观察更新状态
  kubectl rollout status deployment/nginx　
  

• 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

  kubectl get pods -w
  
  
  curl [-I] 10.0.0.189
  curl [-I] 192.168.80.11:44847
  

• 确保更新的pod没问题了，继续更新：

  kubectl rollout resume deployment/nginx
  

• 查看最后的更新情况：

  kubectl get pods -w 
  
  curl [-I] 10.0.0.189
  curl [-I] 192.168.80.11:44847