Kubernetes學習之路（十）之資源清單定義

時間 2019-11-06

標籤 kubernetes 學習之路資源清單定義简体版

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1、Kubernetes經常使用資源

如下列舉的內容都是 kubernetes 中的 Object，這些對象均可以在 yaml 文件中做爲一種 API 類型來配置。node

類別	名稱
工做負載型資源對象	Pod Replicaset ReplicationController Deployments StatefulSets Daemonset Job CronJob
服務發現及負載均衡	Service Ingress
配置與存儲	Volume、Persistent Volume、CSl 、 configmap、 secret
集羣資源	Namespace Node Role ClusterRole RoleBinding ClusterRoleBinding
元數據資源	HPA PodTemplate LimitRang

2、理解Kubernetes中的對象

在 Kubernetes 系統中，Kubernetes 對象是持久化的條目。Kubernetes 使用這些條目去表示整個集羣的狀態。特別地，它們描述了以下信息：linux

什麼容器化應用在運行（以及在哪一個 Node 上）
能夠被應用使用的資源
關於應用如何表現的策略，好比重啓策略、升級策略，以及容錯策略

Kubernetes 對象是「目標性記錄」 —— 一旦建立對象，Kubernetes 系統將持續工做以確保對象存在。經過建立對象，能夠有效地告知 Kubernetes 系統，所須要的集羣工做負載看起來是什麼樣子的，這就是 Kubernetes 集羣的指望狀態。git

與 Kubernetes 對象工做 —— 是否建立、修改，或者刪除 —— 須要使用 Kubernetes API。當使用 kubectl 命令行接口時，好比，CLI 會使用必要的 Kubernetes API 調用，也能夠在程序中直接使用 Kubernetes API。docker

3、對象的Spec和狀態

每一個 Kubernetes 對象包含兩個嵌套的對象字段，它們負責管理對象的配置：對象 spec 和對象 status。spec 必須提供，它描述了對象的 指望狀態—— 但願對象所具備的特徵。status 描述了對象的 實際狀態，它是由 Kubernetes 系統提供和更新。在任什麼時候刻，Kubernetes 控制平面一直處於活躍狀態，管理着對象的實際狀態以與咱們所指望的狀態相匹配。json

例如，Kubernetes Deployment 對象可以表示運行在集羣中的應用。當建立 Deployment 時，可能須要設置 Deployment 的 spec，以指定該應用須要有 3 個副本在運行。Kubernetes 系統讀取 Deployment spec，啓動咱們所指望的該應用的 3 個實例 —— 更新狀態以與 spec 相匹配。若是那些實例中有失敗的（一種狀態變動），Kubernetes 系統經過修正來響應 spec 和狀態之間的不一致 —— 這種狀況，啓動一個新的實例來替換。vim

4、Pod的配置格式

當建立 Kubernetes 對象時，必須提供對象的 spec，用來描述該對象的指望狀態，以及關於對象的一些基本信息（例如，名稱）。當使用 Kubernetes API 建立對象時（或者直接建立，或者基於kubectl），API 請求必須在請求體中包含 JSON 格式的信息。更經常使用的是，須要在 .yaml 文件中爲 kubectl 提供這些信息。 kubectl 在執行 API 請求時，將這些信息轉換成 JSON 格式。查看已經部署好的pod的資源定義格式：api

[root@k8s-master ~]# kubectl get pod myapp-848b5b879b-5f69p -o yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  creationTimestamp: 2018-08-24T07:40:57Z
  generateName: myapp-848b5b879b-
  labels:
    pod-template-hash: "4046164356"
    run: myapp
  name: myapp-848b5b879b-5f69p
  namespace: default
  ownerReferences:
  - apiVersion: apps/v1
    blockOwnerDeletion: true
    controller: true
    kind: ReplicaSet
    name: myapp-848b5b879b
    uid: caf2ec54-a76f-11e8-84d2-000c2972dc1f
  resourceVersion: "90507"
  selfLink: /api/v1/namespaces/default/pods/myapp-848b5b879b-5f69p
  uid: 09bc0ba1-a771-11e8-84d2-000c2972dc1f
spec:
  containers:
  - image: ikubernetes/myapp:v1
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    name: myapp
    resources: {}
    terminationMessagePath: /dev/termination-log
    terminationMessagePolicy: File
    volumeMounts:
    - mountPath: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount
      name: default-token-j5pf5
      readOnly: true
  dnsPolicy: ClusterFirst
  nodeName: k8s-node01
  priority: 0
  restartPolicy: Always
  schedulerName: default-scheduler
  securityContext: {}
  serviceAccount: default
  serviceAccountName: default
  terminationGracePeriodSeconds: 30
  tolerations:
  - effect: NoExecute
    key: node.kubernetes.io/not-ready
    operator: Exists
    tolerationSeconds: 300
  - effect: NoExecute
    key: node.kubernetes.io/unreachable
    operator: Exists
    tolerationSeconds: 300
  volumes:
  - name: default-token-j5pf5
    secret:
      defaultMode: 420
      secretName: default-token-j5pf5
status:
  conditions:
  - lastProbeTime: null
    lastTransitionTime: 2018-08-24T07:40:57Z
    status: "True"
    type: Initialized
  - lastProbeTime: null
    lastTransitionTime: 2018-08-24T07:40:59Z
    status: "True"
    type: Ready
  - lastProbeTime: null
    lastTransitionTime: null
    status: "True"
    type: ContainersReady
  - lastProbeTime: null
    lastTransitionTime: 2018-08-24T07:40:57Z
    status: "True"
    type: PodScheduled
  containerStatuses:
  - containerID: docker://a5e7004f45b1ec4a4297e50db6d0b5b11573e36ed8de814ea8b6cdacd13b8f9a
    image: ikubernetes/myapp:v1
    imageID: docker-pullable://ikubernetes/myapp@sha256:9c3dc30b5219788b2b8a4b065f548b922a34479577befb54b03330999d30d513
    lastState: {}
    name: myapp
    ready: true
    restartCount: 0
    state:
      running:
        startedAt: 2018-08-24T07:40:58Z
  hostIP: 192.168.56.12
  phase: Running
  podIP: 10.244.1.11
  qosClass: BestEffort
  startTime: 2018-08-24T07:40:57Z

View Code

建立資源的方法：數組

apiserver在定義資源時，僅接收JSON格式的資源定義;
yaml格式提供配置清單，apiservere可自動將其轉爲json格式，然後再提交；

大部分資源的配置清單格式都由5個一級字段組成：app

 apiVersion: group/version　　指明api資源屬於哪一個羣組和版本，同一個組能夠有多個版本
        $ kubectl api-versions

    kind: 資源類別，標記建立的資源類型，k8s主要支持如下資源類別
        Pod,ReplicaSet,Deployment,StatefulSet,DaemonSet,Job,Cronjob
    
    metadata:元數據，主要提供如下字段
        name：同一類別下的name是惟一的
        namespace：對應的對象屬於哪一個名稱空間
        labels：標籤，每個資源均可以有標籤，標籤是一種鍵值數據
        annotations：資源註解
        
        每一個的資源引用方式(selflink)：
            /api/GROUP/VERSION/namespace/NAMESPACE/TYPE/NAME
    
    spec: 定義目標資源的指望狀態（disired state），資源對象中最重要的字段
    
    status: 顯示資源的當前狀態（current state），本字段由kubernetes進行維護

K8s存在內嵌的格式說明，可使用kubectl explain 進行查看，如查看Pod這個資源的定義：負載均衡

[root@k8s-master ~]# kubectl explain pods
KIND:     Pod
VERSION:  v1

DESCRIPTION:
     Pod is a collection of containers that can run on a host. This resource is
     created by clients and scheduled onto hosts.

FIELDS:
   apiVersion    <string>
     APIVersion defines the versioned schema of this representation of an
     object. Servers should convert recognized schemas to the latest internal
     value, and may reject unrecognized values. More info:
     https://git.k8s.io/community/contributors/devel/api-conventions.md#resources

   kind    <string>
     Kind is a string value representing the REST resource this object
     represents. Servers may infer this from the endpoint the client submits
     requests to. Cannot be updated. In CamelCase. More info:
     https://git.k8s.io/community/contributors/devel/api-conventions.md#types-kinds

   metadata    <Object>
     Standard object's metadata. More info:
     https://git.k8s.io/community/contributors/devel/api-conventions.md#metadata

   spec    <Object>
     Specification of the desired behavior of the pod. More info:
     https://git.k8s.io/community/contributors/devel/api-conventions.md#spec-and-status

   status    <Object>
     Most recently observed status of the pod. This data may not be up to date.
     Populated by the system. Read-only. More info:
     https://git.k8s.io/community/contributors/devel/api-conventions.md#spec-and-status

View Code

從上面能夠看到apiVersion，kind等定義的鍵值都是<string>，而metadata和spec看到是一個<Object>，當看到存在<Object>的提示，說明該字段能夠存在多個二級字段，那麼可使用以下命令繼續查看二級字段的定義方式：

[root@k8s-master ~]# kubectl explain pods.metadata
[root@k8s-master ~]# kubectl explain pods.spec

二級字段下，每一種字段都有對應的鍵值類型，經常使用類型大體以下：

<[]string>：表示是一個字串列表，也就是字串類型的數組

<Object>：表示是能夠嵌套的字段

<map[string]string>：表示是一個由鍵值組成映射

<[]Object>：表示是一個對象列表

<[]Object> -required-：required表示該字段是一個必選的字段

5、使用配置清單建立自主式Pod資源

[root@k8s-master ~]# mkdir mainfests
[root@k8s-master ~]# cd mainfrests
[root@k8s-master mainfrests]# vim pod-demo.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-demo
  namespace: default
  labels:
    app: myapp
    tier: frontend
spec:
  containers:
  - name:myapp
    image: ikubernetes/myapp:v1
  - name: busybox
    image: busybox:latest
    command:
    - "/bin/sh"
    - "-c"
    - "sleep 3600"
[root@k8s-master mainfrests]# kubectl create -f pod-demo.yaml
[root@k8s-master mainfrests]# kubectl get pods
[root@k8s-master mainfrests]# kubectl describe pods pod-demo　　#獲取pod詳細信息
[root@k8s-master mainfrests]# kubectl logs pod-demo myapp
[root@k8s-master mainfrests]# kubectl exec -it pod-demo  -c myapp -- /bin/sh

6、Pod資源下spec的containers必需字段解析

[root@k8s-master ~]# kubectl explain pods.spec.containers

name    <string> -required-    #containers 的名字
image    <string>  #鏡像地址
imagePullPolicy    <string>  #若是標籤是latest  就是Always(老是下載鏡像)  IfNotPresent（先看本地是否有此鏡像，若是沒有就下載） Never （就是使用本地鏡像）

ports    <[]Object>  #是給對象列表  能夠暴露多個端口  能夠對每一個端口的屬性定義 例如：（名稱（可後期調用）端口號  協議  暴露在的地址上） 暴露端口只是提供額外信息的，不能限制系統是否真的暴露

　　　- containerPort 容器端口

　　　  hostIP  主機地址（基本不會使用）

　　　  hostPort 節點端口

　　　  name 名稱

　　　  protocol  （默認是TCP）

args  <[]string>   傳遞參數給command 至關於docker中的CMD

command    <[]string> 至關於docker中的ENTRYPOINT

若是Pod不提供command或args使用Container，則使用Docker鏡像中的cmd或者ENTRYPOINT。

若是Pod提供command但不提供args，則僅使用提供 command的。將忽略Docker鏡像中定義EntryPoint和Cmd。

若是Pod中僅提供args，則args將做爲參數提供給Docker鏡像中EntryPoint。

若是提供了command和args，則Docker鏡像中的ENTRYPOINT和CMD都將不會生效，Pod中的args將做爲參數給command運行。

7、標籤及標籤選擇器

一、標籤

key=value

key：只能使用字母數字 _ - . (只能以字母數字開頭，不能超過63給字符)
value：能夠爲空只能使用字母數字開頭

[root@k8s-master mainfests]# kubectl get pods --show-labels　　#查看pod標籤
NAME       READY     STATUS    RESTARTS   AGE       LABELS
pod-demo   2/2       Running   0          25s       app=myapp,tier=frontend

[root@k8s-master mainfests]# kubectl get pods -l app　　#過濾包含app的標籤
NAME       READY     STATUS    RESTARTS   AGE
pod-demo   2/2       Running   0          1m
[root@k8s-master mainfests]# kubectl get pods -L app
NAME       READY     STATUS    RESTARTS   AGE       APP
pod-demo   2/2       Running   0          1m        myapp

[root@k8s-master mainfests]# kubectl label pods pod-demo release=canary　　#給pod-demo打上標籤
pod/pod-demo labeled
[root@k8s-master mainfests]# kubectl get pods -l app --show-labels
NAME       READY     STATUS    RESTARTS   AGE       LABELS
pod-demo   2/2       Running   0          1m        app=myapp,release=canary,tier=frontend

[root@k8s-master mainfests]# kubectl label pods pod-demo release=stable --overwrite　　#修改標籤
pod/pod-demo labeled
[root@k8s-master mainfests]# kubectl get pods -l release
NAME       READY     STATUS    RESTARTS   AGE
pod-demo   2/2       Running   0          2m
[root@k8s-master mainfests]# kubectl get pods -l release,app
NAME       READY     STATUS    RESTARTS   AGE
pod-demo   2/2       Running   0          2m

二、標籤選擇器

等值關係標籤選擇器：=， == ，！= （kubectl get pods -l app=test,app=dev）
集合關係標籤選擇器: KEY in (v1,v2,v3)， KEY notin (v1,v2,v3) !KEY （kubectl get pods -l "app in (test,dev)")

許多資源支持內嵌字段

matchLabels: 直接給定建值
matchExpressions: 基於給定的表達式來定義使用標籤選擇器，{key:"KEY",operator:"OPERATOR",values:[V1,V2,....]}
操做符: in notin：Values字段的值必須是非空列表 Exists NotExists: Values字段的值必須是空列表

三、節點標籤選擇器

[root@k8s-master mainfests]# kubectl explain pod.spec
   nodeName    <string>
     NodeName is a request to schedule this pod onto a specific node. If it is
     non-empty, the scheduler simply schedules this pod onto that node, assuming
     that it fits resource requirements.

   nodeSelector    <map[string]string>
     NodeSelector is a selector which must be true for the pod to fit on a node.
     Selector which must match a node's labels for the pod to be scheduled on
     that node. More info:
     https://kubernetes.io/docs/concepts/configuration/assign-pod-node/

nodeSelector能夠限定pod建立在哪一個節點上，舉個例子，給節點k8s-node01打上標籤disktype=ssd，讓pod-demo指定建立在k8s-node01上

（1）給k8s-node01節點打標籤
[root@k8s-master mainfests]# kubectl label nodes k8s-node01 disktype=ssd
node/k8s-node01 labeled

[root@k8s-master mainfests]# kubectl get nodes --show-labels
NAME         STATUS    ROLES     AGE       VERSION   LABELS
k8s-master   Ready     master    10d       v1.11.2   beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/hostname=k8s-master,node-role.kubernetes.io/master=
k8s-node01   Ready     <none>    10d       v1.11.2   beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,disktype=ssd,kubernetes.io/hostname=k8s-node01
k8s-node02   Ready     <none>    9d        v1.11.2   beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/hostname=k8s-node02

（2）修改yaml文件，增長標籤選擇器
[root@k8s-master mainfests]# cat pod-demo.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-demo
  namespace: default
  labels:
    app: myapp
    tier: frontend
spec:
  containers:
  - name: myapp
    image: ikubernetes/myapp:v1
  - name: busybox
    image: busybox:latest
    command:
    - "/bin/sh"
    - "-c"
    - "sleep 3600" nodeSeletor: disktype: ssd

（3）從新建立pod-demo，能夠看到固定調度在k8s-node01節點上
[root@k8s-master mainfests]# kubectl delete -f pod-demo.yaml 
pod "pod-demo" deleted

[root@k8s-master mainfests]# kubectl create -f pod-demo.yaml 
pod/pod-demo created
[root@k8s-master mainfests]# kubectl get pods -o wide
NAME       READY     STATUS    RESTARTS   AGE       IP            NODE
pod-demo   2/2       Running   0          20s       10.244.1.13   k8s-node01
[root@k8s-master mainfests]# kubectl describe pod pod-demo
......
Events:
  Type    Reason     Age   From                 Message
  ----    ------     ----  ----                 -------
  Normal  Scheduled  42s   default-scheduler    Successfully assigned default/pod-demo to k8s-node01
......