k8s入門你至少需要會哪些

本文轉載自查看原文 2021-08-07 06:07 763 k8s/ docker

前言

相信很多公司都有集成發布pass系統，底層大多數依賴於k8s來進行服務的發布部署/回滾等功能。
對於很多業務開發者都是不可見的，在感嘆這個東西真好用的同時，想着探一探這背后的原理。

真正的入門還是得自己親手跑起來!

今天這篇k8s入門我整理了必會的幾個k8s知識點

docker的使用,鏡像的創建和發布(我當你已經會了哈)
k8s開發環境搭建
Deployment的使用
Service的使用
ConfigMap的使用

學習環境搭建

首先k8s學習的話是建議用minikube搭建，這里系統我用的ubuntu20.04.2.0LTS

我這里用的是vmware虛擬機，
如果FQ不順利的話請加我微信獲取已經裝好環境的虛擬機（節省你時間不香嗎），前提你的機器得是32G內存或以上

假設你自己裝了，或者你用了我的vmware虛擬機，或者你用docker Desktop裝的k8s,那么啟動后

敲命令來啟動minikube：

minikube start

耐心等待完成后使用 minikube status 查看狀態是否是Running：

然后我們要啟動k8s控制面板-dashbord服務,下面的命令里 —url 的意思是啟動后，打印dashbord的url。不帶的話會啟動你本機瀏覽器打開。

minikube dashboard --url

k8s的控制面板默認的是本機(localhost)才能打開，所以需要使用k8s的proxy功能,到虛擬機的terminal窗口敲入以下命令：


kubectl proxy --port=8001 --address=0.0.0.0 --accept-hosts='^.*'

由於是虛擬機環境，只能是虛擬機所在的機器才能打開需要做虛擬機端口映射,
本虛擬機的請忽略此步驟！

做了本機端口到虛擬機的端口映射之后，

打開你本機瀏覽器直接訪問虛擬機的k8s的控制面板

注意我上面用的k8s proxy是8001端口，url如下：

http://<本機IP>:8001/api/v1/namespaces/kubernetes-dashboard/services/http:kubernetes-dashboard:/proxy/#/service?namespace=default

打開如下圖：

寫一個demo應用然后部署到k8s

demo就是一個自帶的的天氣預報的webapi模板。

然后創建成功后需要更改一處代碼(看注釋)：


[ApiController]
[Route("[controller]")]
public class WeatherForecastController : ControllerBase
{
private static readonly string[] Summaries = new[]
{
"Freezing", "Bracing", "Chilly", "Cool", "Mild", "Warm", "Balmy", "Hot", "Sweltering", "Scorching"
};

private readonly ILogger<WeatherForecastController> _logger;
public WeatherForecastController(ILogger<WeatherForecastController> logger) {
_logger = logger;
}

[HttpGet]
public IEnumerable<WeatherForecast> Get() {
//這里加下獲取本機ip，因為到時候部署到k8s我們得確認是不是訪問的ip會變化
var feature = HttpContext.Features.Get<IHttpConnectionFeature>();
string LocalIPAddr = feature?.LocalIpAddress?.ToString() ?? "unknow";

var rng = new Random();
return Enumerable.Range(1, 5).Select(index => new WeatherForecast
{
Date = DateTime.Now.AddDays(index),
TemperatureC = rng.Next(-20, 55),
//到時候候我們確認這個字段即可
Summary = LocalIPAddr
})
.ToArray();
}
}

然后把這個demo應用創建一個鏡像並推送到dockerhub倉庫，

這里我使用我的開源工具AntDeploy來一鍵推送。

這個工具使用教程可以查看我之前寫的

[開源]制作docker鏡像不依賴linux和Docker環境

工具的背后原理可以查看：

Docker鏡像構建原理解析(不裝docker也能構建鏡像)

我把這個demo傳到了dokcerHub鏡像的地址：nainaigu/k8s-demo:1.8

1. Deployment的使用

Deployment的作用是定義及管理多副本應用（即多個副本 Pod）

如果Pod出現故障，對應的服務也會掛掉，所以Kubernetes提供了一個Deployment的概念，
目的是讓Kubernetes去管理一組Pod的副本，也就是副本集，
這樣就能夠保證一定數量的副本一直可用，不會因為某一個Pod掛掉導致整個服務掛掉。

編寫Deployment的yml文件


apiVersion: apps/v1 // 指定版本，支持的版本可以通過kubectl api-versions查詢
kind: Deployment //固定 指定類型，這一次我們要創建一個Deployment
metadata: #元數據
name: k8s-demo //delpoyment的名稱，必須在deployment中保持唯一
labels:
name: k8s-demo //反正所有標簽都一個名字
spec: //deployment的詳細內容
replicas: 2 //容器2個副本pod
selector: //選擇器
matchLabels:
name: k8s-demo //選擇label中的name=k8s-demo的
template:
metadata:
labels:
name: k8s-demo //指定一個label名為name，值為k8s-demo，對應上面的selector
spec:
containers:
- name: k8s-demo //容器名
image: nainaigu/k8s-demo:1.8 //鏡像地址
imagePullPolicy: IfNotPresent //如果本地沒有鏡像就去倉庫pull
ports:
- containerPort: 5000 //容器暴露的端口
env: //環境變量
- name: "ASPNETCORE_URLS"
value: "http://0.0.0.0:5000"

上面的配置的意思就是：

從鏡像倉庫拉取你的鏡像
配置你的鏡像啟動的參數，暴露的端口等
給你這個服務起個名字並且打上標簽，執行后會有2個pod(服務實例)

接下來把這個配置保存為k8s-demo.yml 上傳到虛擬機然后敲命令裝配到k8s

//創建
kubectl create -f k8s-demo.yaml

//查看，后面想看某個pod的啟動日志 也需要先找到pod名稱
kubectl get pod -l name=k8s-demo

然后在k8s面板上查看

2. Service的使用和創建

k8s Service定義了這樣一種抽象： Service是一種可以訪問 Pod邏輯分組的策略， Service通常是通過 Label Selector訪問 Pod組（等下在寫service的yml文件就能看出來了）

Service的出現，可以解決每次Deployment的時候ip會換的問題

不過Service只支持4層的負載均衡，不支持7層（k8s是用Ingress來支持7層）。

當Pod宕機后重新生成時，其IP等狀態信息可能會變動，
Service會根據Pod的Label對這些狀態信息進行監控和變更，保證上游服務不受Pod的變動而影響

Service在 K8s中有常見的以下幾種類型：

ClusterIp <只能是集群內部訪問，可以通過proxy讓外部訪問>
NodePort <nodeport來暴露服務讓外部訪問>
LoadBalancer <生產環境一般都是使用LoadBalancer的方式>


apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: k8s-demo
spec:
selector: //篩選pod。上面創建Deployment的時候指定了
name: k8s-demo
type: ClusterIP //只能k8s集群內部訪問，外部網絡不能夠訪問到
ports:
- protocol: TCP
port: 5000 //k8s集群內部通過 5000 端口來訪問 下面的
targetPort: 5000 //容器暴露端口，與Dockerfile暴露端口保持一致

上面的Service配置表示：

創建了一個名叫k8s-demo的Service
用來訪問上面我們Deployment創建的一組name=k8s-demo的Pods
不管你Deployment后面是重新發布還是擴容還是縮容，不管怎么變化，只要通過Service暴露的端口就能負載均衡的訪問到那一組 Pods
我們設置的類型是ClusterIP，默認是k8s集群內部可訪問，但是也可以通過k8s的proxy功能來訪問

如果是NodePort(可以集群外訪問)的話要需要按照如下規則來配置


apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: k8s-demo
spec:
selector: //篩選pod。上面創建Deployment的時候指定了
name: k8s-demo
type: NodePort //配置為NodePort，外部可以訪問，要定義下面的nodePort參數
ports:
- protocol: TCP
port: 5000 //k8s集群內部通過 5000 端口來訪問 下面的
targetPort: 5000 //容器暴露端口，與Dockerfile暴露端口保持一致
nodePort: 30001 // NodePort，外部訪問的端口來訪問上面的targetPort

總結這2種的區別就是：

集群內 serviceip：容器端口。 集群外: 宿主機IP：nodePort端口

我們按照第一種方式(type: ClusterIP)測試

查看下service的ip：10.105.108.92

由於是集群內部才能訪問，所以先用下面的命令進入minikube搭建的k8s集群內部環境


minikube ssh

curl http://10.105.108.92:5000/WeatherForecast

訪問服務成功！！

在外部網絡可以使用k8s的proxy來訪問


http://10.32.104.164:8001/api/v1/namespaces/default/services/k8s-demo:5000/proxy/WeatherForecast

注意通過proxy訪問的url拼接的規范：

k8s-demo:5000 代表你創建的service的名稱和端口
/WeatherForecast 代表你服務暴露的接口

ConfigMap的使用

ConfigMap 就是為了讓鏡像和配置文件解耦。好比一個動態的數據源，你創建后可以在
創建Deployment的時候指定用它。然后你想要動態更新，容器內也能監聽到文件內容更改，進行熱重載！

k8s的另外一個類似的功能叫secret，Secret類似於ConfigMap，是用Base64加密，密文顯示，一般存放敏感數據！

下面創建一個appsettings.json的configMap


apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
name: appsettings
data:
appsettings.json: |-
{
"Logging": {
"LogLevel": {
"Default": "Information",
"Microsoft": "Warning",
"Microsoft.Hosting.Lifetime": "Information"
}
},
"AllowedHosts": "*",
"Settings": {
"Message": "The configuration is working!"
}
}

然后改下demo應用

這里單獨搞了一個Settings的目錄來保存配置文件。

然后在api里面讀出來配置的Settings.Message信息

這里注意有一個坑：netcore中的默認的機制是監聽配置文件的lastChangetime，
但是configMap變更后居然不會有任何變化(因為它是符號連接(symbolic link))，所以需要自己寫一個watch來適配，詳細可以看demo中的代碼！

下面來測試下效果：

第一步：把configMap創建到k8s中

第二步：先刪除掉上面創建的Deployment和Service

第三步：在Deployment的配置中用configMap

第四步：重新創建Deployment和Service

以上四步可以一次性搞定，
k8s的yml可以把Deployment和Service和configMap全放在一個yml文件：


apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: k8s-demo
labels:
name: k8s-demo
spec:
replicas: 2
selector:
matchLabels:
name: k8s-demo
template:
metadata:
labels:
name: k8s-demo
spec:
containers:
- name: k8s-demo
image: nainaigu/k8s-demo:1.8
imagePullPolicy: IfNotPresent
ports:
- containerPort: 5000
env:
- name: "ASPNETCORE_URLS"
value: "http://0.0.0.0:5000"
volumeMounts:
- name: appsettings-volume
mountPath: "/publish/Settings" //這里用configMap
volumes:
- name: appsettings-volume
configMap:
name: appsettings //這里用configMap

---

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: k8s-demo
spec:
selector:
name: k8s-demo
type: ClusterIP
ports:
- protocol: TCP
port: 5000
targetPort: 5000

---

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
name: appsettings
data:
appsettings.json: |-
{
"Logging": {
"LogLevel": {
"Default": "Information",
"Microsoft": "Warning",
"Microsoft.Hosting.Lifetime": "Information"
}
},
"AllowedHosts": "*",
"Settings": {
"Message": "The configuration is working!"
}
}