学习才是源动力

# Kubernetes生命周期管理

# 步骤

  • 制作镜像
  • 使用Deployment控制器部署镜像
kubectl create deployment my-blog --image=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/liuxiaoluxx/blog:v1.0
kubectl get deploy,pods
  • 使用Service发布Pod
kubectl expose deployment my-blog --port=80 --type=NodePort --target-port=8080 --name=my-blog-service
kubectl get service

# Pod与Deployment的关系

Deployment是最为常用的controllers(也称为workload)，其他控制器还有DaemonSet、StatefulSet等。

Controllers作用:

  • 管理Pod对象

  • 使用标签与Pod关联

  • 控制器了Pod的运维，例如滚动更新、伸缩、副本管理、维护Pod状态等。

pod-controller

Deployment的功能:

  • 管理Pod和ReplicaSet

  • 具有上线部署、副本设定、滚动升级、回滚等功能

  • 提供声明式更新，例如只更新一个新的Image

应用场景:

  • 网站
  • API
  • 微服务

示例：

使用yaml文件的方式创建deployment

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.14.2
        ports:
        - containerPort: 80

在该例中：

  • 创建名为 nginx-deployment（由 .metadata.name 字段标明）的 Deployment。

    • 该 Deployment 创建三个（由 replicas 字段标明）Pod 副本。

    • selector 字段定义 Deployment 如何查找要管理的 Pods。 在这里，你只需选择在 Pod 模板中定义的标签（app: nginx）。 不过，更复杂的选择规则是也可能的，只要 Pod 模板本身满足所给规则即可。

      说明： matchLabels 字段是 {key,value} 偶对的映射。在 matchLabels 映射中的单个 {key,value} 映射等效于 matchExpressions 中的一个元素，即其 key 字段是 “key”，operator 为 “In”，value 数组仅包含 “value”。在 matchLabels 和 matchExpressions 中给出的所有条件都必须满足才能匹配。

    • template字段包含以下子字段：

      • Pod 被使用 labels 字段打上 app: nginx 标签。
      • Pod 模板规约（即 .template.spec 字段）指示 Pods 运行一个 nginx 容器， 该容器运行版本为 1.14.2 的 nginx Docker Hub (opens new window)镜像。
      • 创建一个容器并使用 name 字段将其命名为 nginx。

使用service发布deploy

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service
spec:
  selector:
    app: nginx
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 80
  type: NodePort

在该例中

  • 创建名为my-service（由 .metadata.name 字段标明）的Service。
  • spec.selector将绑定标签为app=nginx的所有pod
  • spec.ports[0].targetPort表示代理容器内部的80端口

# 服务编排

# YAML文件创建资源对象

pod-controller

# YAML文件格式说明

YAML 是一种简洁的非标记语言。

语法格式:

  • 缩进表示层级关系
  • 不支持制表符“tab”缩进，使用空格缩进
  • 通常开头缩进 2 个空格
  • 字符后缩进 1 个空格，如冒号、逗号等
  • “---”表示YAML格式，一个文件的开始
  • “#”注释

示例

在刚才的例子中，我们创建了两个yaml文件，分别创建了pod，和service，我们也可以将两个文件合并，用---隔开即可。这样就实现了在创建deploy的同时，创建service，对外发布服务

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.14.2
        ports:
        - containerPort: 80
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service
spec:
  selector:
    app: nginx
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 80
  type: NodePort

# 资源字段太多，记不住怎么办

  • 用create命令生成 我们无需强行记住一个yaml文件应该有哪些属性，只需命令生成可生成基本的yaml结构，如果有附加属性，只需根据模板调整即可。

    kubectl create deployment nginx --image=nginx:1.16 -o yaml --dry-run=client > nginx-deploy.yaml

    示例

    执行命令如下：

    kubectl create deploy nginx-deploy --image=nginx -o yaml --dry-run=client > nginx-deploy.yaml

    查看生成的yaml文件

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  creationTimestamp: null
  labels:
    app: nginx-deploy
  name: nginx-deploy
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx-deploy
  strategy: {}
  template:
    metadata:
      creationTimestamp: null
      labels:
        app: nginx-deploy
    spec:
      containers:
      - image: nginx
        name: nginx
        resources: {}
status: {}

可以看到，基本的yaml结构已有，这里还需要注意一点，我们需要将creationTimestamp的部分删除。

修改后，内容如下：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: nginx-deploy
  name: nginx-deploy
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx-deploy
  strategy: {}
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx-deploy
    spec:
      containers:
      - image: nginx
        name: nginx
        resources: {}
status: {}

  • 用get命令导出

    我们也可以使用直接将现有的deployment的yaml配置文件导出

    kubectl get deployment nginx -o yaml > my-deploy.yaml

    示例

    执行命令如下：

    kubectl get deploy nginx-deployment -o yaml > nginx-deployment2.yaml

    查看生成的nginx-deplotment2.yaml文件

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  annotations:
    deployment.kubernetes.io/revision: "1"
    kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration: |
      {"apiVersion":"apps/v1","kind":"Deployment","metadata":{"annotations":{},"labels":{"app":"nginx"},"name":"nginx-deployment","namespace":"default"},"spec":{"replicas":3,"selector":{"matchLabels":{"app":"nginx"}},"template":{"metadata":{"labels":{"app":"nginx"}},"spec":{"containers":[{"image":"nginx:1.14.2","name":"nginx","ports":[{"containerPort":80}]}]}}}}
  creationTimestamp: "2021-01-25T13:51:37Z"
  generation: 1
  labels:
    app: nginx
  managedFields:
  - apiVersion: apps/v1
    fieldsType: FieldsV1
    fieldsV1:
      f:metadata:
        f:annotations:
          .: {}
          f:kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration: {}
        f:labels:
          .: {}
          f:app: {}
      f:spec:
        f:progressDeadlineSeconds: {}
        f:replicas: {}
        f:revisionHistoryLimit: {}
        f:selector:
          f:matchLabels:
            .: {}
            f:app: {}
        f:strategy:
          f:rollingUpdate:
            .: {}
            f:maxSurge: {}
            f:maxUnavailable: {}
          f:type: {}
        f:template:
          f:metadata:
            f:labels:
              .: {}
              f:app: {}
          f:spec:
            f:containers:
              k:{"name":"nginx"}:
                .: {}
                f:image: {}
                f:imagePullPolicy: {}
                f:name: {}
                f:ports:
                  .: {}
                  k:{"containerPort":80,"protocol":"TCP"}:
                    .: {}
                    f:containerPort: {}
                    f:protocol: {}
                f:resources: {}
                f:terminationMessagePath: {}
                f:terminationMessagePolicy: {}
            f:dnsPolicy: {}
            f:restartPolicy: {}
            f:schedulerName: {}
            f:securityContext: {}
            f:terminationGracePeriodSeconds: {}
    manager: kubectl-client-side-apply
    operation: Update
    time: "2021-01-25T13:51:37Z"
  - apiVersion: apps/v1
    fieldsType: FieldsV1
    fieldsV1:
      f:metadata:
        f:annotations:
          f:deployment.kubernetes.io/revision: {}
      f:status:
        f:availableReplicas: {}
        f:conditions:
          .: {}
          k:{"type":"Available"}:
            .: {}
            f:lastTransitionTime: {}
            f:lastUpdateTime: {}
            f:message: {}
            f:reason: {}
            f:status: {}
            f:type: {}
          k:{"type":"Progressing"}:
            .: {}
            f:lastTransitionTime: {}
            f:lastUpdateTime: {}
            f:message: {}
            f:reason: {}
            f:status: {}
            f:type: {}
        f:observedGeneration: {}
        f:readyReplicas: {}
        f:replicas: {}
        f:updatedReplicas: {}
    manager: kube-controller-manager
    operation: Update
    time: "2021-01-25T13:52:01Z"
  name: nginx-deployment
  namespace: default
  resourceVersion: "3800213"
  selfLink: /apis/apps/v1/namespaces/default/deployments/nginx-deployment
  uid: e68c77ca-d9da-4ef5-a446-d46baea9de89
spec:
  progressDeadlineSeconds: 600
  replicas: 3
  revisionHistoryLimit: 10
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  strategy:
    rollingUpdate:
      maxSurge: 25%
      maxUnavailable: 25%
    type: RollingUpdate
  template:
    metadata:
      creationTimestamp: null
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - image: nginx:1.14.2
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        name: nginx
        ports:
        - containerPort: 80
          protocol: TCP
        resources: {}
        terminationMessagePath: /dev/termination-log
        terminationMessagePolicy: File
      dnsPolicy: ClusterFirst
      restartPolicy: Always
      schedulerName: default-scheduler
      securityContext: {}
      terminationGracePeriodSeconds: 30
status:
  availableReplicas: 3
  conditions:
  - lastTransitionTime: "2021-01-25T13:52:01Z"
    lastUpdateTime: "2021-01-25T13:52:01Z"
    message: Deployment has minimum availability.
    reason: MinimumReplicasAvailable
    status: "True"
    type: Available
  - lastTransitionTime: "2021-01-25T13:51:37Z"
    lastUpdateTime: "2021-01-25T13:52:01Z"
    message: ReplicaSet "nginx-deployment-66b6c48dd5" has successfully progressed.
    reason: NewReplicaSetAvailable
    status: "True"
    type: Progressing
  observedGeneration: 1
  readyReplicas: 3
  replicas: 3
  updatedReplicas: 3

可以看到，这个文件内容非常多，我们需要将不需要的信息剔除

删减后内容如下：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: nginx
  name: nginx-deployment
  namespace: default
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  strategy:
    rollingUpdate:
      maxSurge: 25%
      maxUnavailable: 25%
    type: RollingUpdate
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - image: nginx:1.14.2
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        name: nginx
        ports:
        - containerPort: 80
          protocol: TCP
        resources: {}
      dnsPolicy: ClusterFirst
      restartPolicy: Always

  • Pod容器的指定字段下，不清楚支持哪些子字段怎么查询？

    • kubectl explain pods.spec.containers
    • kubectl explain deployment

# 应用升级，弹性伸缩，回滚，删除

# 应用升级

  • kubectl set image deployment web nginx=nginx:1.16

    将名为web的deployment中，name为nginx的pod的镜像更新到1.16版本

    这里需要提到一点，这是一个滚动更新的过程，先创建新的容器，然后将旧的容器删掉，对用户来说是无感的

# 弹性伸缩

# 手动扩容

  • kubectl scale deployment web --replicas=3

    将名为web的deployment的副本设置为3个

# 自动水平扩容(注意Pod必须配置resource.request)

HPA机制：pod水平扩容，根据设置的阈值，自动触发扩容

  • kubectl autoscale deployment web --min=3 --max=10 --cpu-percent=80

    设定名为web的deployment，最小的pod数为3，最大的pod数为10，在cpu到达80%的时候触发扩容，注意需要与metric-server配合使用

    在这里，我们可以调整一下之前的yaml，增加pod的资源使用限制，这里限制cpu为0.5核

    新增内容如下：

resources:
  requests:
    cpu: 0.5

以下为修改后的完整版本：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.14.2
        ports:
        - containerPort: 80
        resources:
          requests:
            cpu: 0.5
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-service
spec:
  selector:
    app: nginx
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 80
  type: NodePort

  • kubectl get hpa

  • 压测

    • 这里可使用httpd-tools进行一个简单的压力测试
    [root@liuxiaolu-master ~]# yum install httpd-tools
    • 使用ab命令，主要使用两个参数，其他参数可使用ab --help查看
     -n requests     Number of requests to perform                  # 请求数
 -c concurrency  Number of multiple requests to make at a time  # 并发数
    • 执行命令，只需用k8s内部的service地址即可
    • 查看k8s内部的service地址
    [root@liuxiaolu-master ~]# kubectl get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1        <none>        443/TCP        21d
my-service   NodePort    10.105.226.230   <none>        80:30331/TCP   2d1h
    • 可以看到，我们之前创建的my-service的地址是10.105.226.230，接下来执行压测命令(100000个请求，每次同时有1000请求执行)
    [root@liuxiaolu-master ~]# ab -n 100000000 -c 10000 http://10.105.226.230/html
    • 稍等一两分钟之后查看hpa，可以看到，机器的负载已经上来了，超过5%了，这时候应该是会执行自动拉起pod的
    [root@liuxiaolu-master ~]# kubectl get hpa
NAME               REFERENCE                     TARGETS   MINPODS   MAXPODS   REPLICAS   AGE
nginx-deployment   Deployment/nginx-deployment   22%/5%    3         10        10         22m
    • 查看pod, 可以看到，有三个pending状态的pod，已经被自动拉起。这里提到一点，在我们没有进行压测后，负载下去之后，大概5分钟，将会进行自动缩容
    [root@liuxiaolu-master ~]# kubectl get pod
NAME                                READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-deployment-7c5784685b-5w56n   1/1     Running   0          5m
nginx-deployment-7c5784685b-64znz   1/1     Running   0          5m
nginx-deployment-7c5784685b-6scjx   0/1     Pending   0          4m45s
nginx-deployment-7c5784685b-6v5rw   0/1     Pending   0          4m45s
nginx-deployment-7c5784685b-bml66   1/1     Running   0          5m
nginx-deployment-7c5784685b-bv5wk   1/1     Running   0          27m
nginx-deployment-7c5784685b-bx6q6   1/1     Running   0          27m
nginx-deployment-7c5784685b-t4t9g   1/1     Running   0          4m45s
nginx-deployment-7c5784685b-t4wjp   1/1     Running   0          27m
nginx-deployment-7c5784685b-xpgkp   0/1     Pending   0          4m45s

# 回滚

  • kubectl rollout history deployment web # 查看历史版本
  • kubectl rollout undo deployment web # 回滚上一个版本
  • kubectl rollout undo deployment web --to-revision=2 # 回滚指定版本

# 删除

  • kubectl delete deploy web # 删除名为web的deploy（deploy是deployment的缩写词）
  • kubectl delete svc web # 删除名为web的svc（svc是service的缩写词）
Last Updated: 6/26/2022, 4:44:06 PM

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