本章節(jié)將介紹如何在kubernetes集群中部署一個nginx服務(wù)丧诺，并且能夠?qū)ζ溥M(jìn)行訪問。

19 Namespace

Namespace是kubernetes系統(tǒng)中的一種非常重要資源奄薇，它的主要作用是用來實現(xiàn)多套環(huán)境的資源隔離或者多租戶的資源隔離驳阎。

默認(rèn)情況下，kubernetes集群中的所有的Pod都是可以相互訪問的馁蒂。但是在實際中呵晚，可能不想讓兩個Pod之間進(jìn)行互相的訪問，那此時就可以將兩個Pod劃分到不同的namespace下沫屡。

kubernetes通過將集群內(nèi)部的資源分配到不同的Namespace中饵隙，可以形成邏輯上的"組"，以方便不同的組的資源進(jìn)行隔離使用和管理沮脖。

可以通過kubernetes的授權(quán)機(jī)制金矛，將不同的namespace交給不同租戶進(jìn)行管理，這樣就實現(xiàn)了多租戶的資源隔離勺届。此時還能結(jié)合kubernetes的資源配額機(jī)制驶俊，限定不同租戶能占用的資源，例如CPU使用量免姿、內(nèi)存使用量等等饼酿，來實現(xiàn)租戶可用資源的管理。

請?zhí)砑訄D片描述

kubernetes在集群啟動之后胚膊，會默認(rèn)創(chuàng)建4個namespace

[root@master ~]# kubectl  get namespace

NAME              STATUS   AGE
default           Active   45h     #  所有未指定Namespace的對象(容器)都會被分配在default命名空間
kube-node-lease   Active   45h     #  集群節(jié)點之間的心跳維護(hù)故俐，v1.13開始引入
kube-public       Active   45h     #  此命名空間下的資源可以被所有人訪問（包括未認(rèn)證用戶）
kube-system       Active   45h     #  所有由Kubernetes系統(tǒng)創(chuàng)建的資源都處于這個命名空間

下面來看namespace資源（簡寫ns）的具體操作：

4.1.1 查看

# 1 查看所有的ns 
[root@master ~]# kubectl get ns

NAME              STATUS   AGE
default           Active   45h
kube-node-lease   Active   45h
kube-public       Active   45h     
kube-system       Active   45h     

# 2 查看指定的ns  
[root@master ~]# kubectl get ns default

NAME      STATUS   AGE
default   Active   45h

# 3 指定輸出格式  命令：kubectl get ns 名稱  -o 格式參數(shù)
# kubernetes支持的格式有很多，比較常見的是wide紊婉、json购披、yaml（wide顯示更多詳細(xì)參數(shù)，json肩榕，yaml是網(wǎng)頁格式）
[root@master ~]# kubectl get ns default -o yaml

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  creationTimestamp: "2021-05-08T04:44:16Z"
  name: default
  resourceVersion: "151"
  selfLink: /api/v1/namespaces/default
  uid: 7405f73a-e486-43d4-9db6-145f1409f090
spec:
  finalizers:
  - kubernetes
status:
  phase: Active

# 4 查看ns詳情  命令：kubectl describe ns 名稱
[root@master ~]# kubectl describe ns default
Name:         default
Labels:       <none>
Annotations:  <none>
Status:       Active  # Active 命名空間正在使用中  Terminating 正在刪除命名空間

# ResourceQuota 針對namespace做的資源限制
# LimitRange針對namespace中的每個組件做的資源限制
No resource quota.
No LimitRange resource.

4.1.2 創(chuàng)建

# 創(chuàng)建namespace
[root@master ~]# kubectl create ns dev
namespace/dev created

4.1.3 刪除

# 刪除namespace
[root@master ~]# kubectl delete ns dev
namespace "dev" deleted

4.1.4 使用配置文件（.yaml）進(jìn)行管理

首先準(zhǔn)備一個yaml文件：ns-dev.yaml

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: dev

然后就可以執(zhí)行對應(yīng)的創(chuàng)建和刪除命令了：(-f 刚陡，file指定文件)

創(chuàng)建：kubectl create -f ns-dev.yaml

刪除：kubectl delete -f ns-dev.yaml

20 Pod

Pod是kubernetes集群進(jìn)行管理的最小單元，程序要運行必須部署在容器中株汉，而容器必須存在于Pod中筐乳。

Pod可以認(rèn)為是容器的封裝，一個Pod中可以存在一個或者多個容器乔妈。

請?zhí)砑訄D片描述

（大概可以分兩類容器：根容器and用戶容器）

kubernetes在集群啟動之后蝙云，集群中的各個組件也都是以Pod方式運行的÷氛伲可以通過下面命令查看：

[root@master ~]# kubectl get pod -n kube-system
NAMESPACE     NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
kube-system   coredns-6955765f44-68g6v         1/1     Running   0          2d1h
kube-system   coredns-6955765f44-cs5r8         1/1     Running   0          2d1h
kube-system   etcd-master                      1/1     Running   0          2d1h
kube-system   kube-apiserver-master            1/1     Running   0          2d1h
kube-system   kube-controller-manager-master   1/1     Running   0          2d1h
kube-system   kube-flannel-ds-amd64-47r25      1/1     Running   0          2d1h
kube-system   kube-flannel-ds-amd64-ls5lh      1/1     Running   0          2d1h
kube-system   kube-proxy-685tk                 1/1     Running   0          2d1h
kube-system   kube-proxy-87spt                 1/1     Running   0          2d1h
kube-system   kube-scheduler-master            1/1     Running   0          2d1h

4.2.1 創(chuàng)建并運行

kubernetes沒有提供單獨運行Pod的命令勃刨，都是通過Pod控制器來實現(xiàn)的

# 命令格式： kubectl run (pod控制器名稱) [參數(shù)] 
# --image  指定Pod的鏡像
# --port   指定端口
# --namespace  指定namespace
[root@master ~]# kubectl run nginx --image=nginx:latest --port=80 --namespace dev 
deployment.apps/nginx created   
（此處就新建了一個名為nginx的pod控制器波材，而生成的pod名為nginx-****-****）

4.2.2 查看pod信息

# 查看Pod基本信息
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev     //這個pod加不加s都可以
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx   1/1     Running   0          43s

# 查看Pod的詳細(xì)信息
[root@master ~]# kubectl describe pod nginx -n dev
Name:         nginx
Namespace:    dev
Priority:     0
Node:         node1/192.168.5.4
Start Time:   Wed, 08 May 2021 09:29:24 +0800
Labels:       pod-template-hash=5ff7956ff6
              run=nginx
Annotations:  <none>
Status:       Running
IP:           10.244.1.23
IPs:
  IP:           10.244.1.23
Controlled By:  ReplicaSet/nginx
Containers:
  nginx:
    Container ID:   docker://4c62b8c0648d2512380f4ffa5da2c99d16e05634979973449c98e9b829f6253c
    Image:          nginx:latest
    Image ID:       docker-pullable://nginx@sha256:485b610fefec7ff6c463ced9623314a04ed67e3945b9c08d7e53a47f6d108dc7
    Port:           80/TCP
    Host Port:      0/TCP
    State:          Running
      Started:      Wed, 08 May 2021 09:30:01 +0800
    Ready:          True
    Restart Count:  0
    Environment:    <none>
    Mounts:
      /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from default-token-hwvvw (ro)
Conditions:
  Type              Status
  Initialized       True
  Ready             True
  ContainersReady   True
  PodScheduled      True
Volumes:
  default-token-hwvvw:
    Type:        Secret (a volume populated by a Secret)
    SecretName:  default-token-hwvvw
    Optional:    false
QoS Class:       BestEffort
Node-Selectors:  <none>
Tolerations:     node.kubernetes.io/not-ready:NoExecute for 300s
                 node.kubernetes.io/unreachable:NoExecute for 300s
Events:
  Type    Reason     Age        From               Message
  ----    ------     ----       ----               -------
  Normal  Scheduled  <unknown>  default-scheduler  Successfully assigned dev/nginx-5ff7956ff6-fg2db to node1
  Normal  Pulling    4m11s      kubelet, node1     Pulling image "nginx:latest"
  Normal  Pulled     3m36s      kubelet, node1     Successfully pulled image "nginx:latest"
  Normal  Created    3m36s      kubelet, node1     Created container nginx
  Normal  Started    3m36s      kubelet, node1     Started container nginx

4.2.3 訪問Pod

# 獲取podIP
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev -o wide
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE    IP             NODE    ... 
nginx   1/1     Running   0          190s   10.244.1.23   node1   ...

#訪問pod中部署的服務(wù)
[root@master ~]# curl 10.244.1.23:80

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>Welcome to nginx!</title>
</head>
<body>
    <p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>

4.2.4 刪除指定Pod

# 刪除指定Pod
[root@master ~]# kubectl delete pod nginx -n dev
pod "nginx" deleted

# 此時，顯示刪除Pod成功身隐，但是再查詢廷区，發(fā)現(xiàn)又新產(chǎn)生了一個 
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx   1/1     Running   0          21s

# 這是因為當(dāng)前Pod是由Pod控制器創(chuàng)建的，控制器會監(jiān)控Pod狀況贾铝，一旦發(fā)現(xiàn)Pod死亡隙轻，會立即重建
# 此時要想刪除Pod，必須刪除Pod控制器

# 先來查詢一下當(dāng)前namespace下的Pod控制器
[root@master ~]# kubectl get deploy -n  dev     //deploy加不加ment都可以
NAME    READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx   1/1     1            1           9m7s

# 接下來垢揩，刪除此PodPod控制器
[root@master ~]# kubectl delete deploy nginx -n dev
deployment.apps "nginx" deleted

# 稍等片刻玖绿，再查詢Pod，發(fā)現(xiàn)Pod被刪除了
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
No resources found in dev namespace.

4.2.5 配置操作

創(chuàng)建一個pod-nginx.yaml叁巨，內(nèi)容如下：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - image: nginx:latest
    name: pod
    ports:
    - name: nginx-port
      containerPort: 80
      protocol: TCP

然后就可以執(zhí)行對應(yīng)的創(chuàng)建和刪除命令了：

創(chuàng)建：kubectl create -f pod-nginx.yaml

刪除：kubectl delete -f pod-nginx.yaml

21 Label

（有點鍵值對的意思）Label是kubernetes系統(tǒng)中的一個重要概念斑匪。

它的作用就是在資源上添加標(biāo)識，用來對它們進(jìn)行區(qū)分和選擇锋勺。

Label的特點：

• 一個Label會以key/value鍵值對的形式附加到各種對象上秤标，如Node、Pod宙刘、Service等等
• 一個資源對象可以定義任意數(shù)量的Label 苍姜，同一個Label也可以被添加到任意數(shù)量的資源對象上去
• Label通常在資源對象定義時確定，當(dāng)然也可以在對象創(chuàng)建后動態(tài)添加或者刪除

可以通過Label實現(xiàn)資源的多維度分組悬包，以便靈活衙猪、方便地進(jìn)行資源分配、調(diào)度布近、配置垫释、部署等管理工作。

一些常用的Label 示例如下：

• 版本標(biāo)簽：“version”:“release”, “version”:“stable”…
• 環(huán)境標(biāo)簽：“environment”:“dev”撑瞧，“environment”:“test”棵譬，“environment”:“pro”
• 架構(gòu)標(biāo)簽：“tier”:“frontend”，“tier”:“backend”

標(biāo)簽定義完畢之后预伺，還要考慮到標(biāo)簽的選擇订咸，這就要使用到Label Selector，即：

Label用于給某個資源對象定義標(biāo)識

Label Selector(標(biāo)簽選擇器)用于查詢和篩選擁有某些標(biāo)簽的資源對象

當(dāng)前有兩種Label Selector：

• 基于等式的Label Selector

  name = slave: 選擇所有包含Label中key="name"且value="slave"的對象

  env != production: 選擇所有包括Label中的key="env"但value不等于"production"的對象

• 基于集合的Label Selector

  name in (master, slave): 選擇所有包含Label中的key="name"且value="master"或"slave"的對象

  name not in (frontend): 選擇所有包含Label中的key="name"且value不等于"frontend"的對象

標(biāo)簽的選擇條件可以使用多個酬诀，此時將多個Label Selector進(jìn)行組合脏嚷，使用逗號","進(jìn)行分隔即可。例如：

name=slave瞒御，env!=production

name not in (frontend)父叙，env!=production

4.3.1 命令方式

# 為pod資源打標(biāo)簽
[root@master ~]# kubectl label pod nginx-pod version=1.0 -n dev
pod/nginx-pod labeled

# 為pod資源更新標(biāo)簽（--overwrite）
[root@master ~]# kubectl label pod nginx-pod version=2.0 -n dev --overwrite
pod/nginx-pod labeled

# 查看標(biāo)簽（--show-labels）
[root@master ~]# kubectl get pod nginx-pod  -n dev --show-labels
NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
nginx-pod   1/1     Running   0          10m   version=2.0

# 篩選標(biāo)簽(-l 標(biāo)簽對)
[root@master ~]# kubectl get pod -n dev -l version=2.0  --show-labels
NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
nginx-pod   1/1     Running   0          17m   version=2.0

[root@master ~]# kubectl get pod -n dev -l version!=2.0 --show-labels
No resources found in dev namespace.

#刪除標(biāo)簽（指定pod 標(biāo)簽的鍵加一個減號）
[root@master ~]# kubectl label pod nginx-pod version- -n dev
pod/nginx-pod labeled

4.3.2 配置方式

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
  namespace: dev
  labels:
    version: "3.0"    //標(biāo)簽一
    env: "test"       //標(biāo)簽二
spec:
  containers:
  - image: nginx:latest
    name: pod
    ports:
    - name: nginx-port
      containerPort: 80
      protocol: TCP

然后就可以執(zhí)行對應(yīng)的更新命令了：kubectl apply -f pod-nginx.yaml

22 Deployment

在kubernetes中，Pod是最小的控制單元，但是kubernetes很少直接控制Pod趾唱，一般都是通過Pod控制器來完成的涌乳。Pod控制器用于pod的管理，確保pod資源符合預(yù)期的狀態(tài)甜癞，當(dāng)pod的資源出現(xiàn)故障時夕晓，會嘗試進(jìn)行重啟或重建pod。

在kubernetes中Pod控制器的種類有很多带欢，本章節(jié)只介紹一種：Deployment

image-20200408193950807

4.4.1 命令操作

# 命令格式: kubectl create deployment 名稱  [參數(shù)] 
# --image  指定pod的鏡像
# --port   指定端口
# --replicas  指定創(chuàng)建pod數(shù)量
# --namespace  指定namespace

[root@master ~]# kubectl run nginx --image=nginx:latest --port=80 --replicas=3 -n dev
deployment.apps/nginx created

# 查看創(chuàng)建的Pod
[root@master ~]# kubectl get pods -n dev
NAME                     READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-5ff7956ff6-6k8cb   1/1     Running   0          19s
nginx-5ff7956ff6-jxfjt   1/1     Running   0          19s
nginx-5ff7956ff6-v6jqw   1/1     Running   0          19s

# 查看deployment的信息(簡寫為deploy)
[root@master ~]# kubectl get deploy -n dev
NAME    READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx   3/3     3            3           2m42s

# UP-TO-DATE成功升級的副本數(shù)量运授，AVAILABLE可用副本的數(shù)量
[root@master ~]# kubectl get deploy -n dev -o wide
NAME    READY UP-TO-DATE  AVAILABLE   AGE     CONTAINERS   IMAGES              SELECTOR
nginx   3/3     3         3           2m51s   nginx        nginx:latest        run=nginx

# 查看deployment的詳細(xì)信息
[root@master ~]# kubectl describe deploy nginx -n dev
Name:                   nginx
Namespace:              dev
CreationTimestamp:      Wed, 08 May 2021 11:14:14 +0800
Labels:                 run=nginx
Annotations:            deployment.kubernetes.io/revision: 1
Selector:               run=nginx
Replicas:               3 desired | 3 updated | 3 total | 3 available | 0 unavailable
StrategyType:           RollingUpdate
MinReadySeconds:        0
RollingUpdateStrategy:  25% max unavailable, 25% max surge
Pod Template:
  Labels:  run=nginx
  Containers:
   nginx:
    Image:        nginx:latest
    Port:         80/TCP
    Host Port:    0/TCP
    Environment:  <none>
    Mounts:       <none>
  Volumes:        <none>
Conditions:
  Type           Status  Reason
  ----           ------  ------
  Available      True    MinimumReplicasAvailable
  Progressing    True    NewReplicaSetAvailable
OldReplicaSets:  <none>
NewReplicaSet:   nginx-5ff7956ff6 (3/3 replicas created)
Events:
  Type    Reason             Age    From                   Message
  ----    ------             ----   ----                   -------
  Normal  ScalingReplicaSet  5m43s  deployment-controller  Scaled up replicaset nginx-5ff7956ff6 to 3

# 刪除 
[root@master ~]# kubectl delete deploy nginx -n dev
deployment.apps "nginx" deleted

4.4.2 配置操作

創(chuàng)建一個deploy-nginx.yaml烤惊，內(nèi)容如下：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx
  namespace: dev
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      run: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        run: nginx
    spec:
      containers:
      - image: nginx:latest
        name: nginx
        ports:
        - containerPort: 80
          protocol: TCP

template：相當(dāng)于模板（有點java構(gòu)造函數(shù)的味道乔煞，deployment通過tmplate格式，生成pod）

replicas: 3——指副本數(shù)量

然后就可以執(zhí)行對應(yīng)的創(chuàng)建和刪除命令了：

創(chuàng)建：kubectl create -f deploy-nginx.yaml

刪除：kubectl delete -f deploy-nginx.yaml

23 Service

通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)柒室，已經(jīng)能夠利用Deployment來創(chuàng)建一組Pod來提供具有高可用性的服務(wù)渡贾。

雖然每個Pod都會分配一個單獨的Pod IP，然而卻存在如下兩問題：

• Pod IP 會隨著Pod的重建產(chǎn)生變化
• Pod IP 僅僅是集群內(nèi)可見的虛擬IP雄右，外部無法訪問

這樣對于訪問這個服務(wù)帶來了難度空骚。因此，kubernetes設(shè)計了Service來解決這個問題擂仍。

Service可以看作是一組同類Pod對外的訪問接口囤屹。借助Service，應(yīng)用可以方便地實現(xiàn)服務(wù)發(fā)現(xiàn)和負(fù)載均衡逢渔。

image-20200408194716912

4.5.1 創(chuàng)建集群內(nèi)部可訪問的Service

# 暴露Service（通過暴露pod管理器deployment來暴露其管理的pod）
[root@master ~]# kubectl expose deploy nginx --name=svc-nginx1 --type=ClusterIP --port=80 --target-port=80 -n dev
service/svc-nginx1 exposed
#--type=ClusterIP指定服務(wù)類型為集群內(nèi)部IP——ClusterIP

# 查看service（可以簡寫為svc）
[root@master ~]# kubectl get svc svc-nginx1 -n dev -o wide
NAME         TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE     SELECTOR
svc-nginx1   ClusterIP   10.109.179.231   <none>        80/TCP    3m51s   run=nginx

# 這里產(chǎn)生了一個CLUSTER-IP肋坚，這就是service的IP，在Service的生命周期中肃廓，這個地址是不會變動的
# 可以通過這個IP訪問當(dāng)前service對應(yīng)的POD（只能在當(dāng)前集群內(nèi)的幾個結(jié)點上使用）
[root@master ~]# curl 10.109.179.231:80
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
.......
</body>
</html>

4.5.2 創(chuàng)建集群外部也可訪問的Service

# 上面創(chuàng)建的Service的type類型為ClusterIP智厌，這個ip地址只用集群內(nèi)部可訪問
# 如果需要創(chuàng)建外部也可以訪問的Service，需要修改type為NodePort

[root@master ~]# kubectl expose deploy nginx --name=svc-nginx2 --type=NodePort --port=80 --target-port=80 -n dev
service/svc-nginx2 exposed

# 此時查看盲赊，會發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了NodePort類型的Service铣鹏，而且有一對Port（80:31928/TC）
[root@master ~]# kubectl get svc  svc-nginx2  -n dev -o wide
NAME          TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE    SELECTOR
svc-nginx2    NodePort    10.100.94.0      <none>        80:31928/TCP   9s     run=nginx

# 接下來就可以通過集群外的主機(jī)訪問 節(jié)點IP:31928訪問服務(wù)了
# 例如在的電腦主機(jī)上通過瀏覽器訪問下面的地址
http://192.168.90.100:31928/

4.5.3 刪除Service

[root@master ~]# kubectl delete svc svc-nginx-1 -n dev 
service "svc-nginx-1" deleted

4.5.4 配置方式

創(chuàng)建一個svc-nginx.yaml，內(nèi)容如下：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: svc-nginx
  namespace: dev
spec:
  clusterIP: 10.109.179.231 #固定svc的內(nèi)網(wǎng)ip
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 80
  selector:
    run: nginx
  type: ClusterIP

然后就可以執(zhí)行對應(yīng)的創(chuàng)建和刪除命令了：

創(chuàng)建：kubectl create -f svc-nginx.yaml

刪除：kubectl delete -f svc-nginx.yaml

小結(jié)

至此哀蘑，已經(jīng)掌握了Namespace诚卸、Pod、Deployment绘迁、Service資源的基本操作惨险，有了這些操作，就可以在kubernetes集群中實現(xiàn)一個服務(wù)的簡單部署和訪問了脊髓，但是如果想要更好的使用kubernetes辫愉，就需要深入學(xué)習(xí)這幾種資源的細(xì)節(jié)和原理。