Kubernetes学习笔记（一）
一、Kubernetes 核心概念
1、Kubernetes集群架构与组件
2、Master组件：
kube-apiserver
Kubernetes API，集群的统一入口，各组件协调者，以RESTful API提供接口服务，所有对象资源的增删改查和监听操作都交给APISer ver处理后再提交给Etcd存储。
kube-controller-manager
处理集群中常规后台任务，一个资源对应一个控制器，而ControllerManager就是负责管理这些控制器的。例如Deployment、Ser vice
kube-scheduler
根据调度算法为新创建的Pod选择一个Node节点，可以任意部署,可以部署在同一个节点上,也可以部署在不同的节点上。
etcd
分布式键值存储系统。用于保存集群状态数据，比如Pod、Service等对象信息。
3、Node组件
kubelet
kubelet是Master在Node节点上的Agent，管理本机运行容器的生命周期，比如创建容器、Pod挂载数据卷、下载secret、获取容器和节点状态等工作。kubelet将每个Pod转换成一组容器。
kube-proxy
在Node节点上实现Pod网络代理，维护网络规则和四层负载均衡工作。
第三方容器引擎
容器引擎，运行容器， 例如docker、containerd、podman
4、kubeconfig配置文件
kubectl使用kubeconfig认证文件连接K8s集群，使用kubectl config指令生成kubeconfig文件。
二、 kubectl管理命令
1、命令列表：
2、基本资源概念：
举例子：
[root@k8s-master ~]# kubectl create deployment web1 --image=nginx
镜像来源：
1）如果镜像地址里不带域名或IP，说明是从Docker Hub（hub.docker）上下载的
2）如果镜像地址里带域名或IP，说明是从对应的镜像仓库的下载的。
[root@k8s-master ~]# kubectl expose deployment web1 --port=80 --target-port=80 --type=NodePort
--port #Service自身端口，现在用不到，后面会讲
--target-port #目标端口，即容器中服务运行的端口
--type #Service类型
#查看pod
#查看deployment
#查看service
用任何work节点加暴漏的端口访问
标签：
kubectl get pods --show-labels # 查看Pod标签
kubectl get pods -l app=web-demo # 根据标签过滤Pod
3、命名空间（Namespace）：
Kubernetes将资源对象逻辑上隔离，从而形成多个虚拟集群。
应用场景：
• 资源分类管理，可根据不同团队、项目划分命名空间
• 基于命名空间权限授权
（1）查看k8s下的所有命名空间：
kubectl get namespace
• default：默认命名空间
• kube-system：K8s系统方面的命名空间
• kube-public：公开的命名空间，谁都可以访问
• kube-node-lease：K8s内部命名空间
查看不同的命名空间下的pod
（2）两种方法指定资源所属的命名空间：
• 命令行加 -n
• yaml资源元数据里指定namespace字段
[root@k8s-master ~]# kubectl create namespace team-a #创建命名空间
namespace/team-a created
[root@k8s-master ~]# kubectl create deployment web2 --image=nginx --replicas=3 -n team-a
deployment.apps/web2 created #在新的命名空间下创建deployment
[root@k8s-master ~]# kubectl expose deployment web2 --port=80 --type=NodePort --target-port=80 --type=NodePort -n team-a #通过service暴漏端口
service/web2 exposed
#在新的命名空间下查看pod,service
可以通过任何node节点加暴漏的端口访问
三、应用程序deployment
生命周期：
1、Deployment定义：
创建命名空间：
[root@k8s-master web-demo]# kubectl create namespace demo
namespace/demo created
创建Deployment资源部署应用镜像:
[root@k8s-master ~]# kubectl create deployment web-demo1 --image=nginx --replicas=3 -n demo
[root@k8s-master ~]# kubectl get pods -n demo
创建Service对外暴露Pod:
[root@k8s-master web-demo]# kubectl expose deployment web-demo1 --port=80 --target-port=80 --type=NodePort --name=web -n demo
查看service状态：
[root@k8s-master web-demo]# kubectl get service -n demo
2、YAML文件编排
K8s是一个容器编排引擎，使用YAML文件编排要部署应用，因此在学习之前，应先了解YAML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
1、deployment的yaml
等同于：kubectl create deployment web-demo --image=nginx --replicas=3 -n demo
kubectl get endpoints -n demo #查看service关联的后端pod
kubectl create -f xxx.yaml #创建
kubectl apply -f xxx.yaml #创建+更新
kubectl rollout restart deployment web2 #重启deployment
kubectl rollout restart ds calico-node -n calico-system #重启网络
定义标签：
（1）一般推荐定义两个，由项目和应用组成，例如
project: ec # 键：值，可任意定义
app: portal
- matchLabels必须与下面labels保持一致，否则apply会报错。
2、service的yaml
等同于：kubectl expose deployment web-demo --port=80 --target-port=80 --type=NodePort -n demo
3、将你需要创建的资源描述到YAML文件中，然后进行创建、更新和卸载。
部署：kubectl apply -f xxx.yaml
卸载：kubectl delete -f xxx.yaml
4、资源字段太多，记不住怎么办？
（1）用create命令生成yaml文件：
[root@k8s-master ~]# kubectl create deployment web-demo --image=web-demo:v1 --replicas=3 -n demo --dry-run=client -o yaml >deployment-tpl.yaml
[root@k8s-master ~]# vim deployment-tpl.yaml
（2）用get命令导出
[root@k8s-master ~]# kubectl get deployment -n demo
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
web-demo 3/3 3 3 3h47m
web-demo-v2 3/3 3 3 173m
[root@k8s-master ~]# kubectl get deployment web-demo -n demo -o yaml > deployment-export.yaml
（3） 获取资源下的字段
kubectl explain deployment
kubectl explain deployment.spec.template.spec.containers
3、版本升级：
应用升级是一个常见的操作，通常在应用引入新功能、修复错误，会将新版本发布到线上。在Kubernetes中应用升级有两种方式：
•方法一： 修改YAML文件里image字段，修改为新镜像地址，然后kubectl apply -f xxx.yaml
•方法二：kubectl set image deployment/<名称> <容器名称>=<新的镜像地址>
例子：
创建一个nginx为1.16版本的nginx的deployment
[root@k8s-master ~]# kubectl create deployment web-nginx --image=nginx:1.16 --replicas=3 -n demo
通过service暴漏出来
[root@k8s-master ~]# kubectl expose deployment web-nginx --port=80 --target-port=80 --type=NodePort -n demo
查看pod和service
任意一个节点访问nginx是1.16版本
查看命名空间demo 里面的service后端关联的pod对应的IP
[root@k8s-master ~]# kubectl get ep -n demo
查看pod的IP地址
[root@k8s-master ~]# kubectl get pods -o wide -n demo
查看pod的IP是对应的
（1）方法一：升级
[root@k8s-master ~]# kubectl create deployment web-nginx --image=nginx:1.16 --replicas=3 -n demo --dry-run=client -o yaml > web-nginx-deploy.yaml #生成yaml文件
将这里改成1.17版本：
[root@k8s-master ~]# kubectl apply -f web-nginx-deploy.yaml #更新nginx版本
查看nginx已经运行
版本已经变成1.17
（2）方法二：
nginx 由1.18版本升级为1.20版本
[root@k8s-master ~]# kubectl set image deployment web-nginx nginx=nginx:1.20 -n demo
模拟浏览器访问nginx;1秒中访问一次
[root@k8s-node2 ~]# for i in {1..2000};do curl -I http://192.168.183.148:32376 -s |grep Server;sleep 1;done
看到nginx是逐步被替换成高版本，逐步过渡，不会出现中断，不会影响业务
4、滚动升级定义：
[root@k8s-master ~]# kubectl describe deployment web-nginx -n demo #查看滚动升级的过程
nginx:1.16->nginx1.17
replicaset(简称RS)，up扩展副本数，down缩容副本数
nginx1.16版本：web-nginx-5c49c474b6 副本数为3（旧RS）
nginx1.17版本：web-nginx-7d9cddf4cf副本数为1（新RS）
旧（RS）由3设置为2
新（RS）由1设置为2
旧（RS）由2设置为1
新（RS）由2设置为3
旧（RS）由1设置为0
旧版本Pod副本数不断减少，新版本Pod副本数不断增加，直到新版完全替换旧版本的数量。
5、应用发布失败回滚：
应用升级失败时，执行回滚操作是一个关键的步骤，以确保你的应用程序能够恢复到之前稳定的状态。
kubectl关于回滚命令如下：
# 查看历史发布版本
kubectl rollout history deployment/<名称>
每次升级完后建议给这个升级设置说明，方便回滚时查看：
kubectl annotate deployment/web kubernetes.io/change-cause="这是v2版本"
# 回滚上一个版本
kubectl rollout undo deployment/<名称>
[root@k8s-master ~]# kubectl rollout undo deployment web-nginx -n demo
deployment.apps/web-nginx rolled back
检验：
# 回滚历史指定版本
kubectl rollout undo deployment/<名称> --to-revision=<版本号>
6、应用扩容/缩容
例子：pod扩容为10个：
[root@k8s-master ~]# kubectl scale deployment web-nginx --replicas=10 -n demo
新启动7个：
pod改成5个，
[root@k8s-master ~]# kubectl scale deployment web-nginx --replicas=5 -n demo
7、项目下线：
[root@k8s-master ~]# kubectl delete deployment web-demo -n demo
再次查看已经没有了
四、k8s 内部监控与日志
1、查看资源集群状态和详细信息：
查看master组件状态：
查看node状态：
kubectl get node
查看资源的详细：
kubectl describe <资源类型> <资源名称>
查看资源信息：（当前命名空间的资源列表）
kubectl get <资源类型> <资源名称> # -o wide、-o yaml
查看某一个pod资源详情，并以yaml格式
查看节点或者pod的详细信息，加上-o wide后可以显示更详细的信息。
2、管理K8s组件日志
k8s各节点的组件：
Mater节点：apiserver、controller-manager、scheduler、etcd
Node节点：kubelet,kube-proxy,docker。
systemd守护进程管理的组件：
journalctl -u kubelet
Pod部署的组件：
[root@k8s-master ~]# kubectl logs kube-proxy-lzjxg -n kube-system
系统日志：
[root@k8s-master~]# tail/var/log/messages
3、管理K8s应用日志
查看容器标准输出日志：
kubectl logs <Pod名称>
kubectl logs -f <Pod名称>
标准输出在宿主机的路径：
/var/lib/docker/containers/<container-id>/<container-id>-json.log
查看日志的方法：以第一个容器为例子：
查看这个容器工作在node1上面：
在node1搜索到该容器的id
根据标准输出在宿主机的路径，查看日志：
日志文件，进入到终端日志目录查看：
kubectl exec -it <Pod名称> -- bash
根据实际服务的日志目录查看日志：
4、监控集群资源利用率
metrics-server工作流程：kubectl top --> apiserver --> metrics-server-->各个节点kubectl内置cadvisor获取容器资源指标。
执行时会提示错误：error: Metrics API not available
这是因为这个命令需要由metric-server服务提供数据，而这个服务默认没有
在node节点上拉去metrics-server服务：
[root@k8s-node1 ~]# docker pull lizhenliang/metrics-server:v0.6.1
v0.6.1: Pulling from lizhenliang/metrics-server
下载metrics-server.yaml并上传到master
[root@k8s-master ~]# kubectl apply -f metrics-server.yaml #部署一下
在kube-system命名空间下查看：
查看Node资源消耗：
kubectl top node <node name>
查看Pod资源消耗：
kubectl top pod <pod name>
查看cpu和内存的使用情况：
查看metrics-server的状态true正常