k8s入門教程

目錄

• 一、k8s應用安裝
• 二、集群客戶端工具 kubectl
• 三、常用命令
• 四、集群資源清單（YAML）文件
• 五、NameSpace(命名空間)
• 六、集群核心概念 Pod
• 七、集群核心概念 Controller
• 八、集群核心概念 Service
• 九、ingress學習
• 十、ConfigMap使用
• 十一、應用例子
• 十二、入門視頻教程

一、k8s應用安裝

• k8s安裝教程：https://www.cnblogs.com/lvlinguang/p/16270133.html
• k3s安裝教程：https://www.cnblogs.com/lvlinguang/p/15679754.html

二、集群客戶端工具 kubectl

1、檢查kubectl是否安裝

rpm -qa|grep kubectl

2、獲取kubectl幫助方法

kubectl --help

3、kubectl 子命令使用分類

• 基礎命令 (Beginner)

命令	描述
create	通過文件名稱或標准輸入創建資源
expose	使用 replication controller, service, deployment 或者 pod 並暴露它作為一個 新的 Kubernetes Service
run	在集群中運行一個指定的鏡像
set	為 objects 設置一個指定的特征

• 基礎命令 (Intermediate)

命令	描述
explain	查看資源的文檔
get	顯示一個或更多 resources
edit	在服務器上編輯一個資源
delete	通過文件名、標准輸入、資源名稱或標簽選擇器來刪除資源

• 部署命令

命令	描述
rollout	管理資源的發布
scale	擴容或縮容Pod數量,Deployment、ReplicaSet、RC或job
autoscale	創建一個自動選擇擴容或縮容並設置Pod數量

• 群集管理命令

命令	描述
certificate	修改 certificate 資源.
cluster-info	顯示集群信息
top	顯示 Resource (CPU/Memory) 使用.
cordon	標記 node 為 unschedulable
uncordon	標記 node 為 schedulable
drain	驅逐節點上的應用，准備下線維護
taint	更新一個或者多個 node 上的 taints

• 故障診斷和調試命令

命令	描述
describe	顯示一個指定 resource 或者 group 的 resources 詳情
logs	輸出容器在 pod 中的日志
attach	Attach 到一個運行中的 container
exec	在一個 container 中執行一個命令
port-forward	轉發一個或多個本地端口到一個pod
proxy	運行一個 proxy 到 Kubernetes API server
cp	復制 files 和 directories 到 containers 和從容器中復制 files 和 directories.
auth	檢查授權
debug	創建調試會話以對工作負載和節點進行故障排除

• 高級命令

命令	描述
diff	將實時版本與可能應用的版本區分開來
apply	通過文件名或標准輸入流(stdin)對資源進行配置
patch	使用補丁修改、更新資源的字段
replace	通過 filename 或者 stdin替換一個資源
wait	實驗性：等待一個或多個資源上的特定條件
kustomize	從目錄或URL構建kustomization目標

• 設置命令

命令	描述
label	更新在這個資源上的 labels
annotate	更新一個資源的注解
completion	用於實現kubectl工具自動補全

• 其它命令

命令	描述
api-resources	打印受支持的API資源
api-versions	打印受支持的API版本
config	修改 kubeconfig 文件
plugin	運行一個命令行插件
version	輸出 client 和 server 的版本信息

4、使用kubectl命令的必要環境

• work節點如果想使用kubectl命令，需要從master節點復制config文件

mkdir .kube
scp k3s-master1:/root/.kube/config .kube/

# 使用命令驗證
kubectl get nodes

三、常用命令

1、node節點操作

# 得到節點信息
kubectl get node -o wide

# 刪除node節點
kubectl delete node node名稱

2、命名空間操作

# 查看所有命名空間
kubectl get namespace

# 創建命名空間
kubectl create namespace 空間名稱

# 刪除命名空間
kubectl delete namespaces 空間名稱

3、deployment操作

# 查看deployment
kubectl get deployment -n default

# 詳情
kubectl describe deployment deployment名稱 -n default

# 刪除deployment
kubectl delete deployment deployment名稱 -n default

4、pod操作

# 查看pod
kubectl get pod -n default

# pod詳情
kubectl describe pod pod名稱 -n default

# 刪除pod
kubectl delete pod pod名稱 -n default

# 前最新的200條日志
kubectl logs --tail 200 -f pod名稱 -n default

5、service操作

# 查看service
kubectl get service -n default

# 詳情
kubectl describe service svc名稱 -n default

# 刪除service
kubectl delete service svc名稱 -n default

6、顯示top資源

# 查看node top資源
kubectl top node

# 查看pod top資源
kubectl top pod --all-namespaces

7、資源清單

# 部署yaml
kubectl apply -f xxx.yaml

# 刪除yaml
kubectl delete -f xxx.yaml

四、集群資源清單（YAML）文件

1、基本語法

• 使用空格作為縮進
• 縮進的空格數目不重要，只要相同層級的元素左側對齊即可
• 低版本縮進時不允許使用Tab鍵，只允許使用空格
• 使用#標識注釋，從這個字符一直到行尾，都會被解釋器忽略

2、YAML支持的數據結構

• 對象：

  • 鍵值對的集合
  • 又稱為映射(mapping) / 哈希（hashes） / 字典
    （dictionary）

  對象類型：對象的一組鍵值對，使用冒號結構表示 
  name: Tom 
  age: 18 
  
  Yaml 也允許另一種寫法，將所有鍵值對寫成一個行內對象 
  hash: { name: Tom, age: 18 }
  

• 數組：

  • 一組按次序排列的值
  • 又稱為序列（sequence） / 列表 （list）

  數組類型：一組連詞線開頭的行，構成一個數組 
  People 
  - Tom 
  - Jack 
  
  數組也可以采用行內表示法 
  People: [Tom, Jack]
  

• 純量（scalars）

  • 單個的、不可再分的值

  純量：純量是最基本的、不可再分的值。以下數據類型都屬純量
  
  數值直接以字面量的形式表示 
  number: 12.30 
  
  布爾值用true和false表示 
  isSet: true 
  
  null用 ~ 表示 
  parent: ~ 
  
  時間采用 ISO8601 格式 
  iso8601: 2001-12-14t21:59:43.10-05:00 
  
  日期采用復合 iso8601 格式的年、月、日表示 
  date: 1976-07-31 
  
  YAML 允許使用兩個感嘆號，強制轉換數據類型
  e: !!str 123 
  f: !!str true
  
  字符串默認不使用引號表示 
  
  str: 這是一行字符串 
  
  
  如果字符串之中包含空格或特殊字符，需要放在引號之中 
  
  str: '內容： 字符串' 
  
  
  單引號和雙引號都可以使用，雙引號不會對特殊字符轉義 
  s1: '內容\n字符串' 
  s2: "內容\n字符串" 
  
  
  單引號之中如果還有單引號，必須連續使用兩個單引號轉義 
  str: 'labor''s day' 
  
  字符串可以寫成多行，從第二行開始，必須有一個單空格縮 進。換行符會被轉為 空格 
  str: 這是一段 
    多行字
    符串 
    
  多行字符串可以使用|保留換行符，也可以使用>折疊換行 
  this: | 
  Foo 
  Bar 
  that 
  Foo 
  Bar
  

3、資源清單描述方法

• 在k8s中，一般使用YAML格式的文件來創建符合我們預期期望的pod，這樣的YAML文件成為資源清單。

3.1、常用字段

3.2、舉例說明

• 創建一個namespace

apiVersion: v1 
kind: Namespace 
metadata: 
  name: test 

• 創建一個pod

apiVersion: v1 
kind: Pod 
metadata: 
  name: pod1 
spec: 
  containers: 
  - name: nginx-containers 
    image: nginx:latest

五、NameSpace(命名空間)

1、場景介紹

我們接到項目組同事的第一個任務，需要准備兩套k8s集群用於開發測試及預發布，但是由
於項目組可用主機資源有限，沒有那么多主機可用，不能滿足兩套k8s集群的要求，所以播仔就想在現有的k8s集群中運行兩套環境，你覺得可行嗎？答案是可行的，我們可以使用k8s集群中的命名空間即可實現開發測試與預發布環境的隔離。

2、NameSpace介紹

• 命名空間
• 作用：多租戶情況下，實現資源隔離
• 屬於邏輯隔離
• 屬於管理邊界
• 不屬於網絡邊界
• 可以針對每個namespace做資源配額

3、查看NameSpace

kubectl get namespace

默認命名空間說明

• default 用戶創建的pod默認在此命名空間
• kube-public 所有用戶均可以訪問，包括未認證用戶
• kube-node-lease kubernetes集群節點租約狀態 v1.13加入
• kube-system kubernetes集群在使用

4、創建NameSpace

• 通過kubectl命令行創建

kubectl create namespace test

• 通過Kubectl命令應用資源清單文件創建

# 創建資源清單
vim 01-create-ns.yaml

#內容如下
apiVersion: v1 
kind: Namespace 
metadata: 
  name: demons1 
  
# 應用資源清單文件
kubectl apply -f 01-create-ns.yaml

5、刪除NameSpace

注：刪除命名空間的同時，命名空間中包含所有的資源對象同時被刪除

• 通過kubectl命令行刪除

kubectl delete namespace test

• 通過kubectl命令應用資源清單文件刪除

kubectl delete -f 01-create-ns.yaml

六、集群核心概念 Pod

1、場景介紹

如果我們想在k8s集群中運行應用程序，應該使用什么資源對象呢？我們知道k8s集群中是不能直接運行容器的，k8s集群中最小調度單元為Pod，因此我們要使用Pod來運行應用程序。

2、Pod介紹

• Pod是kubernetes集群能夠調度的最小單元
• Pod是容器的封裝

3、查看Pod

• 查看default命名空間中的Pod

kubectl get pod
或
kubectl get pods
或
kubectl get pods --namespace default
或
kubectl get pod --namespace default

4、創建Pod

• 編寫用於創建Pod資源清單文件(02-create-pod.yaml)

apiVersion: v1 
kind: Pod 
metadata: 
  name: pod1 
spec:
  containers: 
  - name: ngninx-pod 
    image: nginx:latest 
    ports: 
    - name: nginxport 
      containerPort: 80

• 應用用於創建Pod資源清單文件

kubectl apply -f 02-create-pod.yaml

• 驗證Pod是否被創建

kubectl get pods

• 通過指定默認命名空間查看已創建pod

kubectl get pods -n default

• 查看pod更加詳細信息

kubectl get pods -o wide

5、Pod訪問

curl 10.72.1.11

6、刪除Pod

• kubectl 命令行刪除

kubectl delete pods pod1

• 通過kubectl通過Pod資源清單文件刪除

kubectl delete -f 02-create-pod.yaml

七、集群核心概念 Controller

1、Controller介紹

• 控制器
• 用於對應用運行的資源對象進行監控
• 當pod出現問題的時候，會把Pod重新拉起，以達到用戶期望的狀態

2、Controller分類

控制器名稱	作用
Deployment	聲明式更新控制器，用於發布無狀態應用
ReplicaSet	副本集控制器，用於對Pod進行副本規模擴大或剪裁
StatefulSet	有狀態副本集，用於發布有狀態應用
DeamonSet	在k8s集群每一個Node上運行一個副本，用於發布監控或日志收集類等應用
Job	運行一次性作業任務
CronJob	運行周期性作業任務

3、Deployment 控制器介紹

• 具有上線部署，滾動升級，創建副本，回滾以前某一版本（成功/穩定）等功能
• Deployment包含ReplicaSet，除非需要自定義升級功能或者不需要升級Pod，否則還是建議使用Deployment而不直接使用Replica Set。

4、創建Deployment控制器應用

4.1通過kubectl命令行創建

• kubectl命令創建

kubectl run nginx-app --image=nginx:latest --image-pull-policy=IfNotPresent --replicas=2

說明
nginx-app 是deployment控制器類型的應用名稱
nginx:latest 是應用運行的Pod中的Container所使用的鏡像
IfNotPresent 是Container容器鏡像下載策略，如果本地有鏡像，使用本地，如果本地沒有鏡像，下載鏡像
--replicas 是指應用運行的Pod共計2個副本，這是用戶的期望值

• 查看Deployment控制器類型

kubectl get deployment
或
kubectl get deployment.apps

• 查看ReplicaSet控制器類型

kubectl get replicaset
或
kubectl get replicaset.apps

4.2、通過資源清單文件創建

• 創建03-creat-deployment-app.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-app
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx-app-container
        image: nginx:latest
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - name: nginx-app2
          containerPort: 80

5、刪除Deployment

帶有控制器類型的Pod不能隨便刪除，如果必須刪除，請刪除控制器類型的應用名稱

• 通過kubectl命令行刪除

# 查詢
kubectl get deployment.apps

# 刪除
kubectl delete deployment.apps nginx-app

• 通過kubectl應用資源清單刪除

kubectl delete -f 03-creat-deployment-app.yaml

八、集群核心概念 Service

1、Service介紹

• 不是實體服務
• 只是一條iptables或者ipvs的轉發規則

2、Service作用

• 通過Service為Pod的客戶端提供訪問pod方法，及客戶端訪問pod入口
• Service通過pod標簽與pod進行關聯
  

3、Service類型

• ClusterIp
  • 默認，分配一個集群內部可以訪問的虛擬IP
• NodePort
  • 在每個Node上分配一個端口作為外部訪問入口
• LoadBalancer
  • 工作在特定的Cloud Provide上，例如Google Cloud。AWS，OpenStack
• ExternalName
  • 表示把集群外部的服務引入到集群內部中來，即實現了集群內部pod和集群外部的服務進行通信

4、Service參數

• port：訪問service使用的端口
• targetPort：Pod中容器端口
• NodePort：通過Node實現外網用戶訪問k8s集群內service(30000-3267)

5、Service創建

5.1、通過命令行創建

• 默認創建Service為ClusterIP類型
• 創建Service與Deployment類型應用關聯

kubectl expose deployment.apps nginx-app --type=ClusterIP --target-port=80 --port=80

說明
expose 創建service
deployment.apps 控制器類型
nginx-app 應用名稱，也是service名稱
--type=ClusterIP 指定service類型
--target-port=80 指定pod中容器端口
--port=80 指定service端口

5.2、通過資源清單創建

• 編寫用於創建Service資源清單文件(04-create-deployment-service-clusterip.yaml)

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-apps-svc
spec:
  type: ClusterIP
  selector:
    app: nginx
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 80

• 創建NodePort類型Service

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx-apps-svc
spec:
  type: NodePort
  selector:
    app: nginx
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 80
      nodePort: 30001

• 驗證NodePort端口

ss -anput | grep ":30090"

6、刪除service

• 通過命令行刪除

# 查詢
kubectl get service
或
kubectl get svc

# 刪除
kubectl delete service nginx-apps-svc

• 通過資源清單文件刪除

kubectl delete -f 04-create-deployment-service-clusterip.yaml

九、ingress學習

1、http代理訪問

vim 18-ingress-nginx-http-01.yaml

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: ingress-nginx-http
spec:
  ingressClassName: nginx
  rules:
  - host: foo.bar.com
    http:
      paths:
      - path: /
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: nginx-service-nodeport
            port:
              number: 80

• 目標重寫

vim 21-ingress-nginx-01.yaml

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: ingress-nginx-rewrite-1
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /$2
spec:
  ingressClassName: nginx
  rules:
  - host: foo.bar.com
    http:
      paths:
      - path: /open/api(/|$)(.*)
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: nginx-service-nodeport
            port:
              number: 80

十、ConfigMap使用

• ConfigMap是一種API對象，用來將非加密數據保存到鍵值對中。可以用作環境變量、命令行參數或者存儲卷中的配置文件。
• ConfigMap就是為了讓鏡像和配置文件解耦，以便實現鏡像的可移植性和可復用性，因為一個configMap其實就是一系列配置信息的集合，將來可直接注入到Pod中的容器使用，而注入方式有兩種，一種將configMap做為存儲卷，一種是將configMap通過env中configMapKeyRef注入到容器中

1、ConfigMap創建

• 通過命令行創建

kubectl create configmap screen-config1 --from-literal=key1=hello --from-literal=key2=word

• 通過yaml文件創建

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: screen-config
data:
  key1: hello
  key2: world

2、ConfigMap的使用

Pod的使用方式：

• 將ConfigMap中的數據設置為容器的環境變量

apiVersion: v1 
kind: Pod 
metadata: 
  name: pod1 
spec:
  containers: 
  - name: ngninx-pod 
    image: nginx:latest 
    ports: 
    - name: nginxport 
      containerPort: 80
    env:
    - name: KEY1
      valueFrom:
       configMapKeyRef:
        name: screen-config
        key: key1
    - name: KEY2
      valueFrom:
       configMapKeyRef:
        name: screen-config
        key: key2

• 將ConfigMap中的數據設置為命令行參數

apiVersion: v1 
kind: Pod 
metadata: 
  name: pod1 
spec:
  containers: 
  - name: ngninx-pod 
    image: nginx:latest 
    ports: 
    - name: nginxport 
      containerPort: 80
    command: [ "/bin/sh","-c","echo $(KEY1) $(KEY2)"]
    env:
    - name: KEY1
      valueFrom:
       configMapKeyRef:
        name: screen-config
        key: key1
    - name: KEY2
      valueFrom:
       configMapKeyRef:
        name: screen-config
        key: key2

3、查看ConfigMap

kubectl get configmap

十一、應用例子

• 基礎例子

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: rapid-screen-back
spec:
  type: NodePort
  selector:
    app: screen
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 8080
      targetPort: 8080
      nodePort: 30001

---

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: rapid-screen-back
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: screen
  template:
    metadata:
      labels:
        app: screen
    spec:
      containers:
        - name: rapid-screen-back
          image: 192.168.3.12:6007/library/rapid-screen-back:v1.0.1
          imagePullPolicy: IfNotPresent
          ports:
            - containerPort: 8080

• 基礎例子(命名空間、標簽)

apiVersion: v1 
kind: Namespace 
metadata: 
  name: my-springboot 
  
---

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: rapid-screen-back
  namespace: my-springboot
  labels:
    app: rapid-screen-back-svc
spec:
  type: NodePort
  selector:
    app: screen
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 8080
      targetPort: 8080
      nodePort: 30001

---

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: rapid-screen-back
  namespace: my-springboot
  labels:
    app: rapid-screen-back-dept
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: screen
  template:
    metadata:
      labels:
        app: screen
    spec:
      containers:
        - name: rapid-screen-back
          image: 192.168.3.12:6007/library/rapid-screen-back:v1.0.1
          imagePullPolicy: IfNotPresent
          ports:
            - containerPort: 8080

十二、入門視頻教程

• k3s/k83學習有一定門檻，通過入門視頻教程能夠快速掌握基礎知識，推薦大家學習
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