利用K8S技術棧打造我的私有云（連載之：K8S環境理解和練手）

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【利用K8S技術棧打造我的私有云系列文章目錄】

• 利用K8S技術棧打造我的私有云（連載之：初章）
• 利用K8S技術棧打造我的私有云（連載之：K8S集羣搭建）
• 利用K8S技術棧打造我的私有云（連載之：K8S環境理解和練手）
• 利用K8S技術棧打造我的私有云（連載之：基礎鏡像製做與實驗）
• 利用K8S技術棧打造我的私有云（連載之：資源控制研究）
• 利用K8S技術棧打造我的私有云（連載之：私有云客戶端打造）

在前文中咱們已經搭建好了K8S集羣，接下來就來說述一下K8S的一些重要的概念和知識，並搞兩個例子在集羣中來實際練手感覺一把！

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K8S環境理解

kubernetes的概念很是多，組件也很多，本文主要闡述一下幾個最主要、平時用得最頻繁的概念，最詳細的學習文檔是官網教程！

K8S設計架構

該圖描述的設計架構是一個典型的M-S架構，一主兩從，這和我搭建的集羣基本是一致的，主節點和從節點上運行哪些kube組件，其實在我搭建集羣那篇文章也已經講過了，下面來闡述一下kubernetes集羣裏的重要概念和操做命令。

Pod

Pod是Kubernetes中最小的管理元素，Pod是一組容器的集合，且一個Pod只能運行在一個Node上，Pod是kubernetes調度、部署、擴展的基本單位

• kubectl run命令建立一個pod：kubectl run pod-example --image=nginx
• kubectl create命令建立pod：kubectl create -f create_pod.yaml
• 刪除pod：kubectl delete po pod名
• 查看pod啓動狀況：kubectl get pods， kubectl get pods -o wide
• 查看pod的詳細信息：kubectl discrible po pod名

Namespace

Namespace是對一組資源和對象的抽象集合，好比能夠用來將系統內部的對象劃分爲不一樣的項目組或用戶組。常見的pods, services, replication controllers和deployments等都是屬於某一個namespace的（默認是default），而node, persistentVolumes等則不屬於任何namespace。

• 建立 kubectl create namespace namespace名
• 刪除 kubectl delete namespaces namespace名
• 查詢 kubectl get namespaces

Replication Controller（RC）

Replication Controller 保證了在全部時間內，都有特定數量的Pod副本正在運行，若是太多了，Replication Controller就殺死幾個，若是太少了，Replication Controller會新建幾個，和直接建立的pod不一樣的是，Replication Controller會替換掉那些刪除的或者被終止的pod，而無論刪除的緣由是什麼。

其實其CURD的命令和上面都差很少，這裏不一一列出了

• 建立：kubectl create -f create_rc.json
• 查看rc啓動狀況：kubectl get rc

Service

Service 是一個定義了一組Pod的策略的抽象，能夠理解爲抽象到用戶層的一個宏觀服務。其實這個概念在Swarm集羣裏也有，能夠參照理解。

Service的這樣一層抽象最起碼能夠抵禦兩個方面的問題：

• Pod重啓後IP地址的變化（保持用咱們系統的客戶其IP不變）
• 提供負載均衡能力

其CURD的命令和上面都差很少，這裏依然不一一列出

• 建立service：kubectr create -f redis-master-service.json
• 查看service的啓動狀況：kubectl get svc

這裏給一個Service的示例：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-nginx-svc
  labels:
    app: nginx
spec:
  type: LoadBalancer
  ports:
  - port: 80
  selector:  
    app: nginx
複製代碼

好了，理論的東西看多了可能有點蒙，只能多找點不一樣的材料閱讀並理解了。下面開始作幾個練手示例，這幾個例子都源自於K8S官網，對於理解理論概念很是有好處，下面開始動手吧！

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關於Pod的實例練手

本例子建立一個包含兩個容器的POD，並在容器之間完成文件交換

• yaml配置文件以下：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: two-containers
spec:

  restartPolicy: Never

  volumes:
  - name: shared-data
    emptyDir: {}

  containers:

  - name: nginx-container
    image: nginx
    volumeMounts:
    - name: shared-data
      mountPath: /usr/share/nginx/html

  - name: debian-container
    image: debian
    volumeMounts:
    - name: shared-data
      mountPath: /pod-data
    command: ["/bin/sh"]
    args: ["-c", "echo Hello from the debian container > /pod-data/index.html"]
複製代碼

• 建立pod

kubectl create -f two-container-pod.yaml

• 查看pod和容器的信息

kubectl get pod two-containers --output=yaml

執行完成輸出內容大體以下（通過縮減）：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  ...
  name: two-containers
  namespace: default
  ...
spec:
  ...
  containerStatuses:

  - containerID: docker://c1d8abd1 ...
    image: debian
    ...
    lastState:
      terminated:  // debian容器已中止
        ...
    name: debian-container
    ...

  - containerID: docker://96c1ff2c5bb ...
    image: nginx
    ...
    name: nginx-container
    ...
    state:
      running:  // nginx容器已運行
    ...
複製代碼

能夠看到debian容器已經中止了，nginx容器依然運行

• 咱們進入nginx容器的/bin/bash並驗證nginx服務器

kubectl exec -it two-containers -c nginx-container -- /bin/bash

執行以下命令來安裝curl：

root@two-containers:/# apt-get update
root@two-containers:/# apt-get install curl procps
root@two-containers:/# ps aux
複製代碼

而後執行curl localhost,能夠得到輸出：

Hello from the debian container

可見debian容器中寫入的東西在nginx容器中得到了，所以文件交換也完成了

用Pod來作一件事很簡單吧！

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關於RC和Service的實例練手

本示例演示的是：部署一個包含Redis集羣、基於PHP的留言板系統

• 建立redis-master的RC

redis-master-controller.yaml內容：

apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
  name: redis-master
spec:
  replicas: 1
  selector:
    name: redis-master
  template:
    metadata:
      name: redis-master
      labels:
        name: redis-master
    spec:
      containers:
      - name: redis-master
        image: kubeguide/redis-master
        ports:
        - containerPort: 6379
複製代碼

建立該RC並查看建立結果：

kubectl create -f redis-master-controller.yaml
kubectl get rc
kubectl get pods
複製代碼

• 建立redis-master的service

redis-master-service.yaml內容：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: redis-master
  labels:
    name: redis-master
spec:
  ports:
  - port: 6379
    targetPort: 6379
  selector:
    name: redis-master
複製代碼

建立該Service並查看：

kubectl create -f redis-master-service.yaml
kubectl get services
複製代碼

• 建立redis-slave的RC

redis-slave-controller.yaml文件內容：

apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
  name: redis-slave
spec:
  replicas: 2
  selector: # RC經過spec.selector來篩選要控制的Pod
    name: redis-slave
  template:
    metadata:
      name: redis-slave
      labels: # Pod的label，能夠看到這個label與spec.selector相同
        name: redis-slave
    spec:
      containers:
      - name: redis-slave
        image: kubeguide/guestbook-redis-slave
        env:
        - name: GET_HOSTS_FROM
          value: env
        ports:
        - containerPort: 6379
複製代碼

建立該RC並查看：

kubectl create -f redis-slave-controller.yaml
kubectl get rc
kubectl get pods
複製代碼

• 建立redis-slave的service

redis-slave-service.yaml文件內容：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: redis-slave
  labels:
    name: redis-slave
spec:
  ports:
  - port: 6379  
  selector:
    name: redis-slave
複製代碼

建立該Service並查看：

kubectl create -f redis-slave-service.yaml
kubectl get services
複製代碼

• 建立frontend的RC

frontend-controller.yaml內容以下：

apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
  name: frontend
  labels:
    name: frontend
spec:
  replicas: 3
  selector:
    name: frontend
  template:
    metadata:
      labels:
        name: frontend
    spec:
      containers:
      - name: frontend
        image: kubeguide/guestbook-php-frontend
        env:
        - name: GET_HOSTS_FROM
          value: env
        ports:
        - containerPort: 80
複製代碼

建立該RC並查看

kubectl create -f frontend-controller.yaml
kubectl get rc
kubectl get pods
複製代碼

• 建立frontend的Service

frontend-service.yaml文件內容以下：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: frontend
  labels:
    name: frontend
spec:
  type: NodePort
  ports:
  - port: 80
    nodePort: 30001
  selector:
    name: frontend
複製代碼

建立該Service並查看

kubectl create -f frontend-service.yaml
kubectl get services
複製代碼

• 訪問http://your-host:30001/

簡單的留言板系統就生成了！

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後記

• 做者更多的原創文章在此，歡迎觀賞

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• Spring Boot應用監控實戰
• SpringBoot應用部署於外置Tomcat容器
• ElasticSearch搜索引擎在SpringBt中的實踐
• 初探Kotlin+SpringBoot聯合編程
• Spring Boot日誌框架實踐
• SpringBoot優雅編碼之：Lombok加持

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若是有興趣，也能夠抽點時間看看做者一些關於容器化、微服務化方面的文章：

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• Docker容器可視化監控中心搭建
• 利用ELK搭建Docker容器化應用日誌中心
• RPC框架實踐之：Apache Thrift
• RPC框架實踐之：Google gRPC
• 微服務調用鏈追蹤中心搭建
• Docker容器跨主機通訊
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