Kubernetes(K8S)学习（二）：K8S常用组件-CFANZ编程社区

K8S常用组件

一、 Controllers
二、Labels and Selectors
三、Namespace（命名空间）
四、Network

一、 Controllers

1、ReplicationController(RC)

1.1、简介

ReplicationController确保任何时期都在运行指定数量的Pod副本。换句话说，ReplicationController确保一个容器或一组相同的容器始终处于可用状态。

也就是说通过RC实现了集群中Pod的高可用，减少了传统IT环境中手工运维的工作。

通过改变RC里Pod模板中的镜像版本，可以实现Pod的升级功能。

1.2、测试

（1）创建nginx_replication.yaml

创建nginx_replication.yaml文件：

[root@m test]# vi nginx_replication.yaml

内容如下（replicas: 3，即创建3个副本）：

apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
  name: nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    app: nginx
  template:
    metadata:
      name: nginx
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx
        ports:
        - containerPort: 80

（2）根据yaml创建pod

[root@m test]# kubectl apply -f nginx_replication.yaml

（3）查看pod、查看RC

# 查看pod
[root@m test]# kubectl get pods -o wide
NAME          READY   STATUS    RESTARTS   AGE    IP               NODE   NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-c57tk   1/1     Running   0          109s   192.168.190.69   w1     <none>           <none>
nginx-dhv9m   1/1     Running   0          109s   192.168.190.68   w1     <none>           <none>
nginx-v5cbm   1/1     Running   0          109s   192.168.80.195   w2     <none>           <none>
[root@m test]# 

#查看RC
[root@m test]# kubectl get rc
NAME    DESIRED   CURRENT   READY   AGE
nginx   3         3         3       2m12s
[root@m test]#

（4）尝试删除一个pod

#（1）删除
[root@m test]# kubectl delete pods nginx-v5cbm
pod "nginx-v5cbm" deleted
[root@m test]#

#（2）查看pod（发现又自动创建了一个新的）
[root@m test]# kubectl get pods -o wide
NAME          READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP               NODE   NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-9f4ht   1/1     Running   0          22s     192.168.80.196   w2     <none>           <none>
nginx-c57tk   1/1     Running   0          3m36s   192.168.190.69   w1     <none>           <none>
nginx-dhv9m   1/1     Running   0          3m36s   192.168.190.68   w1     <none>           <none>
[root@m test]#

（5）对pod进行扩/缩容

#（1）使用RC进行扩容（5个副本）
[root@m test]# kubectl scale rc nginx --replicas=5
replicationcontroller/nginx scaled
[root@m test]# 

#（2）查看pod（发现变成了5个副本，分布再集群节点上）
[root@m test]# kubectl get pods -o wide
NAME          READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP               NODE   NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-9f4ht   1/1     Running   0          2m57s   192.168.80.196   w2     <none>           <none>
nginx-c57tk   1/1     Running   0          6m11s   192.168.190.69   w1     <none>           <none>
nginx-dhv9m   1/1     Running   0          6m11s   192.168.190.68   w1     <none>           <none>
nginx-j68nb   1/1     Running   0          77s     192.168.80.197   w2     <none>           <none>
nginx-zfz4h   1/1     Running   0          77s     192.168.80.198   w2     <none>           <none>
[root@m test]#

（6）删除测试资源（`自行选择`）

#（1）使用RC进行扩容（5个副本）
[root@m test]# kubectl delete -f nginx_replication.yaml
replicationcontroller "nginx" deleted
[root@m test]# 

#（2）查看pod
[root@m test]# kubectl get pods
No resources found in default namespace.
[root@m test]# 

#（3）删除nginx_replication.yaml（自行选择）
[root@m test]# rm nginx_replication.yaml
rm：是否删除普通文件 "nginx_replication.yaml"？y
[root@m test]#

2、ReplicaSet(RS)

2.1、简介

ReplicaSet的目的是维护在任何给定时间运行的稳定的副本Pod集。因此，它通常用于保证指定数量的相同Pod的可用性。

2.2、测试（见deployment）

一般情况下，我们很少单独使用Replica Set，它主要是被Deployment这个更高的资源对象所使用，从而形成一整套Pod创建、删除、更新的编排机制。当我们使用Deployment时，无须关心它是如何创建和维护Replica Set的，这一切都是自动发生的。同时，无需担心跟其他机制的不兼容问题（比如ReplicaSet不支持rolling-update但Deployment支持）。

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: ReplicaSet
metadata:
  name: frontend
spec:
  matchLabels: 
    tier: frontend
  matchExpressions: 
    - {key:tier,operator: In,values: [frontend]}
  template:
  ...

说明：ReplicaSet的测试会结合下一节Deployment一起测试，参见下一节测试。

3、Deployment

3.1、简介

Deployment为Pod和ReplicaSet提供了声明式更新（即我们可以随时知道当前Pod“部署”的进度）。

可以在Deployment中描述预期的状态，然后Deployment控制器将实际状态以受控的速率更改为所预期的状态。

创建一个Deployment对象来生成对应的Replica Set，并完成Pod副本的创建过程。我们可以检查Deploymnet的状态来看部署动作是否完成（Pod副本的数量是否达到预期的值）。

3.2、测试

（1）创建nginx_deployment.yaml文件

[root@m test]# vi nginx_deployment.yaml

内容如下（replicas: 3，即创建3个副本）：

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:1.7.9
        ports:
        - containerPort: 80

（2）根据yaml文件创建pod

根据nginx_deployment.yaml文件创建pod：

[root@m test]# kubectl apply -f nginx_deployment.yaml
deployment.apps/nginx-deployment created
[root@m test]#

（3）查看pod创建情况

# 查看pod
[root@m test]# kubectl get pods -o wide
NAME                               READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP               NODE   NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-deployment-6dd86d77d-kdvh2   1/1     Running   0          16m   192.168.80.204   w2     <none>           <none>
nginx-deployment-6dd86d77d-q4l7l   1/1     Running   0          16m   192.168.80.205   w2     <none>           <none>
nginx-deployment-6dd86d77d-s59nl   1/1     Running   0          16m   192.168.190.72   w1     <none>           <none>
[root@m test]# 

# 查看deployment
[root@m test]# kubectl get deployment
NAME               READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx-deployment   3/3     3            3           18m
[root@m test]# 

# 查看RS
[root@m test]# kubectl get rs
NAME                         DESIRED   CURRENT   READY   AGE
nginx-deployment-6dd86d77d   3         3         3       17m
[root@m test]#

（4）查看nginx的版本

通过查看deployment来查看nginx版本：

# （1）查看nginx版本（通过deployment来查看nginx版本）
[root@m test]# kubectl get deployment -o wide
NAME               READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE   CONTAINERS   IMAGES        SELECTOR
nginx-deployment   3/3     3            3           18m   nginx        nginx:1.7.9   app=nginx
[root@m test]# 

#（2）更新nginx镜像版本
[root@m test]# kubectl set image deployment nginx-deployment nginx=nginx:1.9.1
deployment.extensions/nginx-deployment image updated
[root@m test]# 

# （3）再次查看nginx版本
[root@m test]# kubectl get deployment -o wide
NAME               READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE   CONTAINERS   IMAGES        SELECTOR
nginx-deployment   3/3     1            3           41m   nginx        nginx:1.9.1   app=nginx
[root@m test]#

（5）删除测试资源（`自行选择`）

#（1）删除pod
[root@m test]# kubectl delete -f nginx_deployment.yaml
deployment.apps "nginx-deployment" deleted
[root@m test]# 

#（2）删除nginx_deployment.yaml文件
[root@m test]# rm nginx_deployment.yaml
rm：是否删除普通文件 "nginx_deployment.yaml"？y
[root@m test]#

二、Labels and Selectors

Labels就是key/value键值对，可以打在任何资源或对象上。如，在前面的测试的yaml文件中，有很多label，就是给一些资源打上标签的。

例如：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-pod
  labels:
    app: nginx

其中，名称为nginx-pod的pod，有一个label，key为app，value为nginx。

我们还可以将具有同一个label的pod，交给selector管理（如下）：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata: 
  name: nginx-deployment
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:             # 匹配具有同一个label属性的pod标签
    matchLabels:
      app: nginx         
  template:             # 定义pod的模板
    metadata:
      labels:
        app: nginx      # 定义当前pod的label属性，app为key，value为nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.7.9
        ports:
        - containerPort: 80

三、Namespace（命名空间）

1、简介

命名空间就是为了隔离不同的资源，比如：Pod、Service、Deployment等。可以在输入命令的时候指定命名空间-n，如果不指定，则使用默认的命名空间：default。

[root@m test]# kubectl get ns
NAME              STATUS   AGE
default           Active   44h
kube-node-lease   Active   44h
kube-public       Active   44h
kube-system       Active   44h
[root@m test]#

2、测试

2.1、创建namespace

（1）创建myns-namespace.yaml

[root@m test]# vi myns-namespace.yaml

内容：

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: myns

（2）依据yaml配置创建namespace

[root@m test]# kubectl apply -f myns-namespace.yaml
namespace/myns created
[root@m test]#

（3）查看命名空间

[root@m test]# kubectl get ns

在这里插入图片描述

2.2、创建pod

（1）创建一个pod（在myns命名空间下创建）

创建nginx-pod.yaml文件：

[root@m test]# vi nginx-pod.yaml

内容：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-pod
  namespace: myns
spec:
  containers:
  - name: nginx-container
    image: nginx
    ports:
    - containerPort: 80

（2）依据yaml配置创建pod

[root@m test]# kubectl apply -f nginx-pod.yaml
pod/nginx-pod created
[root@m test]#

（3）查看myns命名空间下的Pod和资源

# 查看pod（default命名空间下的pod）
[root@m test]# kubectl get pods

# 查看pod（myns命名空间下的pod）
[root@m test]# kubectl get pods -n myns
NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-pod   1/1     Running   0          81s
[root@m test]# 

# 查看所有资源对象（myns命名空间下的）
[root@m test]# kubectl get all -n myns

# 查看pod（所有命名空间下的）
[root@m test]# kubectl get pods --all-namespaces

（4）删除测试资源（`自行选择`）

# （1）删除pod
[root@m test]# kubectl delete -f nginx-pod.yaml
pod "nginx-pod" deleted
[root@m test]# 

# （2）删除namespace
[root@m test]# kubectl delete -f myns-namespace.yaml
namespace "myns" deleted
[root@m test]# 

# （3）删除nginx-pod.yaml文件
[root@m test]# rm nginx-pod.yaml
rm：是否删除普通文件 "nginx-pod.yaml"？y
[root@m test]# 

# （4）删除myns-namespace.yaml文件
[root@m test]# rm myns-namespace.yaml
rm：是否删除普通文件 "myns-namespace.yaml"？y
[root@m test]#

在这里插入图片描述

四、Network

接下来，了解下Kubernetes网络通信相关的内容。

1、集群内：同一个Pod中的容器通信

思考： 如果通过容器的名称将如何进行通信呢？

2、集群内：Pod之间的通信

我们都知道每个Pod会有独立的IP地址，这个IP地址是被Pod中所有的Container共享的，那么多个Pod之间的通信是通过这个IP地址进行的吗？

我们分析两个维度：
（1）集群中同一台机器中的Pod。
（2）集群中不同机器中的Pod。

2.1、测试准备

准备两个pod，一个nginx，一个busybox。

（1）创建并编辑nginx_pod.yaml文件

[root@m test]# vi nginx_pod.yaml

内容：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx-pod
  labels:
    app: nginx
spec:
  containers:
  - name: nginx-container
    image: nginx
    ports:
    - containerPort: 80

（2）创建并编辑busybox_pod.yaml文件

[root@m test]# vi busybox_pod.yaml

内容：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: busybox
  labels:
    app: busybox
spec:
  containers:
  - name: busybox
    image: busybox
    command: ['sh', '-c', 'echo The app is running! && sleep 3600']

（3）创建两个pod，并查看

#（1）依据yaml配置创建nginx_pod
[root@m test]# kubectl apply -f nginx_pod.yaml
pod/nginx-pod created
[root@m test]# 

#（2）依据yaml配置创建busybox_pod
[root@m test]# kubectl apply -f busybox_pod.yaml
pod/busybox created
[root@m test]# 

#（3）查看pod
[root@m test]# kubectl get pod -o wide
NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP               NODE   NOMINATED NODE   READINESS GATES
busybox     1/1     Running   0          38s   192.168.80.208   w2     <none>           <none>
nginx-pod   1/1     Running   0          77s   192.168.190.75   w1     <none>           <none>
[root@m test]#

其中，nginx-pod的IP为192.168.190.75，分布于w1（worker01）节点；busybox-pod的IP为192.168.80.208，分布于w2（worker02）节点。

2.2、测试：同一个集群中同一台机器节点

（1）在worker01节点，ping本节点IP（`ping成功`）

[root@w1 ~]# ping 192.168.190.75

（2）在worker01节点，curl本节点IP（`curl成功`）

[root@w1 ~]# curl 192.168.190.75
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
    body {
        width: 35em;
        margin: 0 auto;
        font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif;
    }
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p>

<p>For online documentation and support please refer to
<a href="http://nginx.org/">nginx.org</a>.<br/>
Commercial support is available at
<a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p>

<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>
[root@w1 ~]#

2.3、测试：同一个集群中不同机器节点

注意：worker01上的nginx会监听80端口，所以使用curl测试时，master和worker02均能curl测通，但反之不能。

（1）在worker02节点，ping测试worker01节点中nginx-pod的IP（`ping成功`）

[root@w2 ~]# ping 192.168.190.75

（2）在worker02节点，curl测试worker01节点中nginx-pod的IP（`curl成功`）

[root@w2 ~]# curl 192.168.190.75
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
    body {
        width: 35em;
        margin: 0 auto;
        font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif;
    }
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p>

<p>For online documentation and support please refer to
<a href="http://nginx.org/">nginx.org</a>.<br/>
Commercial support is available at
<a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p>

<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>
[root@w2 ~]#

（3）在worker01节点，ping测试worker02节点中busybox-pod的IP（`ping成功`）

[root@w1 ~]# ping 192.168.80.208

（4）在master节点

① ping测试worker02节点中busybox-pod的IP（`ping成功`）

[root@m test]# ping 192.168.80.208

② ping测试worker01节点中nginx-pod的IP（`ping成功`）

[root@m test]# ping 192.168.190.75

③ curl测试worker01节点中nginx-pod的IP（`curl成功`）

[root@m test]# curl 192.168.190.75
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
    body {
        width: 35em;
        margin: 0 auto;
        font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif;
    }
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p>

<p>For online documentation and support please refer to
<a href="http://nginx.org/">nginx.org</a>.<br/>
Commercial support is available at
<a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p>

<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>
[root@m test]#

2.4、删除测试资源

#（1）删除2个pod
[root@m test]# kubectl delete -f nginx_pod.yaml
pod "nginx-pod" deleted
[root@m test]# 
[root@m test]# kubectl delete -f busybox_pod.yaml
pod "busybox" deleted
[root@m test]# 

#（2）删除2个yaml配置文件
[root@m test]# rm  nginx_pod.yaml
rm：是否删除普通文件 "nginx_pod.yaml"？y
[root@m test]# 
[root@m test]# rm busybox_pod.yaml
rm：是否删除普通文件 "busybox_pod.yaml"？y
[root@m test]#

3、集群内：通过Service-Cluster IP通信

3.1、测试Service-Cluster IP

（1）创建并编辑whoami-deployment.yaml文件

[root@m ~]# vi whoami-deployment.yaml

内容（创建3个副本、端口：8000）：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: whoami-deployment
  labels:
    app: whoami
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: whoami
  template:
    metadata:
      labels:
        app: whoami
    spec:
      containers:
      - name: whoami
        image: jwilder/whoami
        ports:
        - containerPort: 8000

（2）创建pod

[root@m test]# kubectl apply -f whoami-deployment.yaml
deployment.apps/whoami-deployment created
[root@m test]#

（3）查看pod、deployment

#（1）查看pod
[root@m test]# kubectl get pod -o wide
NAME                                 READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP               NODE   NOMINATED NODE   READINESS GATES
whoami-deployment-678b64444d-4l9sh   1/1     Running   0          15m   192.168.190.77   w1     <none>           <none>
whoami-deployment-678b64444d-5vb8x   1/1     Running   0          15m   192.168.80.210   w2     <none>           <none>
whoami-deployment-678b64444d-cvqhl   1/1     Running   0          15m   192.168.190.78   w1     <none>           <none>
[root@m test]# 

#（2）查看deployment
[root@m test]# kubectl get deployment
NAME                READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
whoami-deployment   3/3     3            3           3m1s
[root@m test]#

（4）在集群内正常访问pod

分别在3个节点通过curl访问pod，均可测通：

[root@m test]# curl 192.168.190.77:8000
I am whoami-deployment-678b64444d-4l9sh
[root@m test]# 

[root@m test]# curl 192.168.80.210:8000
I am whoami-deployment-678b64444d-5vb8x
[root@m test]# 

[root@m test]# curl 192.168.190.78:8000
I am whoami-deployment-678b64444d-cvqhl
[root@m test]#

（5）创建service并查看

#（1）查看Service（目前只有kubernetes，因为whoami-deployment的service还没有创建呢！）
[root@m test]# kubectl get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1    <none>        443/TCP   2d11h
[root@m test]# 

#（2）暴露Service（即创建Service）
[root@m test]# kubectl expose deployment whoami-deployment
service/whoami-deployment exposed
[root@m test]# 

#（3）再次查看Service（可以看到whoami-deployment的service已被创建）
[root@m test]# kubectl get svc
NAME                TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
kubernetes          ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP    2d12h
whoami-deployment   ClusterIP   10.98.239.156   <none>        8000/TCP   13s
[root@m test]#

如上，可以发现有一个Cluster IP类型的service，名称为whoami-deployment，IP为10.98.239.156，端口为8000。

（6）通过Service的Cluster IP访问（10.98.239.156）

可以发现，通信成功，并进行了 负载平衡：

[root@m test]# curl 10.98.239.156:8000
I am whoami-deployment-678b64444d-4l9sh
[root@m test]# curl 10.98.239.156:8000
I am whoami-deployment-678b64444d-cvqhl
[root@m test]# curl 10.98.239.156:8000
I'm whoami-deployment-678b64444d-5vb8x
[root@m test]#

（7）查看service详细信息

查看whoami-deployment的service详情信息，发现有一个Endpoints连接了具体3个Pod（IP）：

[root@m test]# kubectl describe svc whoami-deployment
Name:              whoami-deployment
Namespace:         default
Labels:            app=whoami
Annotations:       <none>
Selector:          app=whoami
Type:              ClusterIP
IP Families:       <none>
IP:                10.98.239.156
IPs:               <none>
Port:              <unset>  8000/TCP
TargetPort:        8000/TCP
Endpoints:         192.168.190.77:8000,192.168.190.78:8000,192.168.80.210:8000
Session Affinity:  None
Events:            <none>
[root@m test]#

（8）测试：pod扩容后，使用curl访问

#（1）对whoami-deployment的pod进行扩容成5个副本
[root@m test]# kubectl scale deployment whoami-deployment --replicas=5
deployment.extensions/whoami-deployment scaled
[root@m test]#

#（2）查看pod详情
[root@m test]# kubectl get pod -o wide
NAME                                 READY   STATUS    RESTARTS   AGE    IP               NODE   NOMINATED NODE   RE
whoami-deployment-678b64444d-4l9sh   1/1     Running   0          50m    192.168.190.77   w1     <none>           <n
whoami-deployment-678b64444d-5vb8x   1/1     Running   0          50m    192.168.80.210   w2     <none>           <n
whoami-deployment-678b64444d-cvqhl   1/1     Running   0          50m    192.168.190.78   w1     <none>           <n
whoami-deployment-678b64444d-q4wfj   1/1     Running   0          2m6s   192.168.190.79   w1     <none>           <n
whoami-deployment-678b64444d-x4tqg   1/1     Running   0          2m6s   192.168.80.211   w2     <none>           <n
[root@m test]# 

#（3）通过Service的Cluster IP访问（通信成功，并进行了负载平衡）
[root@m test]# curl 10.98.239.156:8000
I am whoami-deployment-678b64444d-cvqhl
[root@m test]# curl 10.98.239.156:8000
I am whoami-deployment-678b64444d-4l9sh
[root@m test]# curl 10.98.239.156:8000
I am whoami-deployment-678b64444d-q4wfj
[root@m test]# curl 10.98.239.156:8000
I am whoami-deployment-678b64444d-5vb8x
[root@m test]# curl 10.98.239.156:8000
I am whoami-deployment-678b64444d-x4tqg
[root@m test]#

（9）再次查看service具体信息

[root@m test]# kubectl describe svc whoami-deployment
Name:              whoami-deployment
Namespace:         default
Labels:            app=whoami
Annotations:       <none>
Selector:          app=whoami
Type:              ClusterIP
IP Families:       <none>
IP:                10.98.239.156
IPs:               <none>
Port:              <unset>  8000/TCP
TargetPort:        8000/TCP
Endpoints:         192.168.190.77:8000,192.168.190.78:8000,192.168.190.79:8000 + 2 more...
Session Affinity:  None
Events:            <none>
[root@m test]#

（10）测试总结

总结： Service存在的意义就是为了解决Pod的不稳定性，而上述探讨的就是关于Service的一种类型Cluster IP，只能供集群内访问。

（11）删除测试资源

#（1）删除pod
[root@m test]# kubectl delete -f whoami-deployment.yaml
deployment.apps "whoami-deployment" deleted
[root@m test]# 

#（2）删除service（删除whoami-deployment）
[root@m test]# kubectl delete svc whoami-deployment
service "whoami-deployment" deleted
[root@m test]# 

#（3）删除yaml配置文件
[root@m test]# rm whoami-deployment.yaml
rm：是否删除普通文件 "whoami-deployment.yaml"？y
[root@m test]#

4、Pod访问外部服务

比较简单，没太多好说的内容，直接访问即可。

5、外部服务访问集群中的Pod（通过Service-NodePort通信）

5.1、测试Service-NodePort

（1）创建并编辑whoami-deployment.yaml文件

创建whoami-deployment.yaml：

[root@m test]# vi whoami-deployment.yaml

内容：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: whoami-deployment
  labels:
    app: whoami
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: whoami
  template:
    metadata:
      labels:
        app: whoami
    spec:
      containers:
      - name: whoami
        image: jwilder/whoami
        ports:
        - containerPort: 8000

（2）创建pod

#（1）创建pod
[root@m test]# kubectl apply -f whoami-deployment.yaml
deployment.apps/whoami-deployment created
[root@m test]# 

#（2）查看pod
[root@m test]# kubectl get pod -o wide
NAME                                 READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP               NODE   NOMINATED NODE   READINESS GATES
whoami-deployment-678b64444d-dcgxn   1/1     Running   0          37s   192.168.80.212   w2     <none>           <none>
whoami-deployment-678b64444d-f7wxt   1/1     Running   0          37s   192.168.80.213   w2     <none>           <none>
whoami-deployment-678b64444d-nsqgp   1/1     Running   0          37s   192.168.190.80   w1     <none>           <none>
[root@m test]#

（3）创建service并查看

#（1）查看Service（目前只有kubernetes，因为whoami-deployment的service还没有创建呢！）
[root@m test]# kubectl get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1    <none>        443/TCP   2d12h
[root@m test]#

#（2）暴露Service（即创建Service）
[root@m test]# kubectl expose deployment whoami-deployment --type=NodePort
service/whoami-deployment exposed
[root@m test]# 

#（3）再次查看Service（可以看到whoami-deployment的service已被创建）
[root@m test]# kubectl get svc
NAME                TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE
kubernetes          ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP          2d13h
whoami-deployment   NodePort    10.99.165.184   <none>        8000:31689/TCP   5s
[root@m test]#

（4）查看暴露在集群中各节点端口情况

查看暴露在集群中各个物理机器节点上的端口情况：

#（1）在master节点，查看端口
[root@m ~]# netstat -ntlp | grep 31689
tcp6       0      0 :::31689                :::*                    LISTEN      2856/kube-proxy     
[root@m ~]# 

#（2）在worker01节点，查看端口
[root@w1 ~]# netstat -ntlp | grep 31689
tcp6       0      0 :::31689                :::*                    LISTEN      2519/kube-proxy     
[root@w1 ~]# 

#（3）在worker02节点，查看端口
[root@w2 ~]# netstat -ntlp | grep 31689
tcp6       0      0 :::31689                :::*                    LISTEN      2461/kube-proxy     
[root@w2 ~]#

（5）外部浏览器访问（通过集群各节点物理机IP和暴露的端口）

浏览器访问如下：
在这里插入图片描述

（6）测试总结

NodePort能够实现外部访问Pod的需求，唯一的缺点：占用了各个物理主机上的端口。

（7）删除测试资源

#（1）删除pod
[root@m test]# kubectl delete -f whoami-deployment.yaml
deployment.apps "whoami-deployment" deleted
[root@m test]# 

#（2）删除Service
[root@m test]# kubectl delete service whoami-deployment
service "whoami-deployment" deleted
[root@m test]# 

#（3）删除yaml配置文件
[root@m test]# rm whoami-deployment.yaml
rm：是否删除普通文件 "whoami-deployment.yaml"？y
[root@m test]#

6、外部服务访问集群中的Pod（通过Service-LoadBalance通信）

6.1、测试环境准备

（1）创建并编辑my-tomcat.yaml文件

[root@m test]# vi my-tomcat.yaml

内容：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: tomcat-deployment
  labels:
    app: tomcat
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: tomcat
  template:
    metadata:
      labels:
        app: tomcat
    spec:
      containers:
      - name: tomcat
        image: tomcat
        ports:
        - containerPort: 8080
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: tomcat-service
spec:
  ports:
  - port: 80   
    protocol: TCP
    targetPort: 8080
  selector:
    app: tomcat
  type: NodePort

（2）创建pod和service

根据my-tomcat.yaml文件，创建pod和service：

[root@m test]# kubectl apply -f my-tomcat.yaml
deployment.apps/tomcat-deployment created
service/tomcat-service created
[root@m test]#

（3）查看pod、deployment、service

#（1）查看pod
[root@m test]# kubectl get pod -o wide
NAME                                 READY   STATUS    RESTARTS   AGE    IP               NODE   NOMINATED NODE   READINESS GATES
tomcat-deployment-6b9d6f8547-56bz6   1/1     Running   0          2m9s   192.168.80.214   w2     <none>           <none>
[root@m test]# 

#（2）查看deployment
[root@m test]# kubectl get deployment
NAME                READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
tomcat-deployment   1/1     1            1           2m24s
[root@m test]# 

#（3）查看service
[root@m test]# kubectl get svc
NAME             TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
kubernetes       ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP        2d20h
tomcat-service   NodePort    10.101.44.115   <none>        80:31427/TCP   2m32s
[root@m test]#

（4）删除测试资源

以下删除pod的同时，其对应的tomcat-service也会自动删除：

#（1）删除pod和service
[root@m test]# kubectl delete -f my-tomcat.yaml
deployment.apps "tomcat-deployment" deleted
service "tomcat-service" deleted
[root@m test]# 

# （2）删除yaml配置文件
[root@m test]# rm my-tomcat.yaml
rm：是否删除普通文件 "my-tomcat.yaml"？y
[root@m test]#

Service-NodePort的方式生产环境不推荐使用，那接下来就基于上述需求，使用Ingress实现访问tomcat的需求。

6.2、测试Ingress插件

（1）Ingress简介

一个API对象，用于管理对集群中服务的外部访问，通常是HTTP。

Ingress可以提供负载平衡，SSL终端和基于名称的虚拟主机。

Ingress公开了从群集外部到群集内服务的HTTP和HTTPS路由。流量路由由Ingress资源上定义的规则控制。

如下是一个简单的示例，其中Ingress将所有流量发送到一个Service：

在这里插入图片描述
可以将Ingress配置为提供服务可外部访问的URL，负载平衡流量，终止SSL / TLS并提供基于名称的虚拟主机。一个入口控制器负责履行入口，通常有一个负载均衡器，虽然它也可以配置您的边缘路由器或额外的前端，以帮助处理流量。

入口不会公开任意端口或协议。将HTTP和HTTPS以外的服务公开到Internet时，通常使用Service.Type = NodePort或 Service.Type = LoadBalancer类型的服务。

（1）创建并编辑mandatory.yaml文件

创建并编辑mandatory.yaml文件：

[root@m test]# vi mandatory.yaml

mandatory.yaml内容：

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: ingress-nginx
  labels:
    app.kubernetes.io/name: ingress-nginx
    app.kubernetes.io/part-of: ingress-nginx

---

kind: ConfigMap
apiVersion: v1
metadata:
  name: nginx-configuration
  namespace: ingress-nginx
  labels:
    app.kubernetes.io/name: ingress-nginx
    app.kubernetes.io/part-of: ingress-nginx

---
kind: ConfigMap
apiVersion: v1
metadata:
  name: tcp-services
  namespace: ingress-nginx
  labels:
    app.kubernetes.io/name: ingress-nginx
    app.kubernetes.io/part-of: ingress-nginx

---
kind: ConfigMap
apiVersion: v1
metadata:
  name: udp-services
  namespace: ingress-nginx
  labels:
    app.kubernetes.io/name: ingress-nginx
    app.kubernetes.io/part-of: ingress-nginx

---
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: nginx-ingress-serviceaccount
  namespace: ingress-nginx
  labels:
    app.kubernetes.io/name: ingress-nginx
    app.kubernetes.io/part-of: ingress-nginx

---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
kind: ClusterRole
metadata:
  name: nginx-ingress-clusterrole
  labels:
    app.kubernetes.io/name: ingress-nginx
    app.kubernetes.io/part-of: ingress-nginx
rules:
  - apiGroups:
      - ""
    resources:
      - configmaps
      - endpoints
      - nodes
      - pods
      - secrets
    verbs:
      - list
      - watch
  - apiGroups:
      - ""
    resources:
      - nodes
    verbs:
      - get
  - apiGroups:
      - ""
    resources:
      - services
    verbs:
      - get
      - list
      - watch
  - apiGroups:
      - ""
    resources:
      - events
    verbs:
      - create
      - patch
  - apiGroups:
      - "extensions"
      - "networking.k8s.io"
    resources:
      - ingresses
    verbs:
      - get
      - list
      - watch
  - apiGroups:
      - "extensions"
      - "networking.k8s.io"
    resources:
      - ingresses/status
    verbs:
      - update

---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
kind: Role
metadata:
  name: nginx-ingress-role
  namespace: ingress-nginx
  labels:
    app.kubernetes.io/name: ingress-nginx
    app.kubernetes.io/part-of: ingress-nginx
rules:
  - apiGroups:
      - ""
    resources:
      - configmaps
      - pods
      - secrets
      - namespaces
    verbs:
      - get
  - apiGroups:
      - ""
    resources:
      - configmaps
    resourceNames:
      # Defaults to "<election-id>-<ingress-class>"
      # Here: "<ingress-controller-leader>-<nginx>"
      # This has to be adapted if you change either parameter
      # when launching the nginx-ingress-controller.
      - "ingress-controller-leader-nginx"
    verbs:
      - get
      - update
  - apiGroups:
      - ""
    resources:
      - configmaps
    verbs:
      - create
  - apiGroups:
      - ""
    resources:
      - endpoints
    verbs:
      - get

---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
kind: RoleBinding
metadata:
  name: nginx-ingress-role-nisa-binding
  namespace: ingress-nginx
  labels:
    app.kubernetes.io/name: ingress-nginx
    app.kubernetes.io/part-of: ingress-nginx
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: Role
  name: nginx-ingress-role
subjects:
  - kind: ServiceAccount
    name: nginx-ingress-serviceaccount
    namespace: ingress-nginx

---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1beta1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: nginx-ingress-clusterrole-nisa-binding
  labels:
    app.kubernetes.io/name: ingress-nginx
    app.kubernetes.io/part-of: ingress-nginx
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: nginx-ingress-clusterrole
subjects:
  - kind: ServiceAccount
    name: nginx-ingress-serviceaccount
    namespace: ingress-nginx

---

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-ingress-controller
  namespace: ingress-nginx
  labels:
    app.kubernetes.io/name: ingress-nginx
    app.kubernetes.io/part-of: ingress-nginx
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app.kubernetes.io/name: ingress-nginx
      app.kubernetes.io/part-of: ingress-nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app.kubernetes.io/name: ingress-nginx
        app.kubernetes.io/part-of: ingress-nginx
      annotations:
        prometheus.io/port: "10254"
        prometheus.io/scrape: "true"
    spec:
      # wait up to five minutes for the drain of connections
      terminationGracePeriodSeconds: 300
      serviceAccountName: nginx-ingress-serviceaccount
      hostNetwork: true
      nodeSelector:
        name: ingress
        kubernetes.io/os: linux
      containers:
        - name: nginx-ingress-controller
          image: quay.io/kubernetes-ingress-controller/nginx-ingress-controller:0.26.1
          args:
            - /nginx-ingress-controller
            - --configmap=$(POD_NAMESPACE)/nginx-configuration
            - --tcp-services-configmap=$(POD_NAMESPACE)/tcp-services
            - --udp-services-configmap=$(POD_NAMESPACE)/udp-services
            - --publish-service=$(POD_NAMESPACE)/ingress-nginx
            - --annotations-prefix=nginx.ingress.kubernetes.io
          securityContext:
            allowPrivilegeEscalation: true
            capabilities:
              drop:
                - ALL
              add:
                - NET_BIND_SERVICE
            # www-data -> 33
            runAsUser: 33
          env:
            - name: POD_NAME
              valueFrom:
                fieldRef:
                  fieldPath: metadata.name
            - name: POD_NAMESPACE
              valueFrom:
                fieldRef:
                  fieldPath: metadata.namespace
          ports:
            - name: http
              containerPort: 80
            - name: https
              containerPort: 443
          livenessProbe:
            failureThreshold: 3
            httpGet:
              path: /healthz
              port: 10254
              scheme: HTTP
            initialDelaySeconds: 10
            periodSeconds: 10
            successThreshold: 1
            timeoutSeconds: 10
          readinessProbe:
            failureThreshold: 3
            httpGet:
              path: /healthz
              port: 10254
              scheme: HTTP
            periodSeconds: 10
            successThreshold: 1
            timeoutSeconds: 10
          lifecycle:
            preStop:
              exec:
                command:
                  - /wait-shutdown
---

（2）给worker01节点打lable

在master节点，给worker01节点打lable，确保nginx-controller运行到w1节点上：

[root@m test]# kubectl label node w1 name=ingress
node/w1 labeled
[root@m test]#

（3）应用mandatory.yaml

[root@m test]# kubectl apply -f mandatory.yaml 
namespace/ingress-nginx created
configmap/nginx-configuration created
configmap/tcp-services created
configmap/udp-services created
serviceaccount/nginx-ingress-serviceaccount created
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/nginx-ingress-clusterrole created
role.rbac.authorization.k8s.io/nginx-ingress-role created
rolebinding.rbac.authorization.k8s.io/nginx-ingress-role-nisa-binding created
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/nginx-ingress-clusterrole-nisa-binding created
deployment.apps/nginx-ingress-controller created
[root@m test]#

（4）查看所有资源/pod

# （1）查看指定命名空间下的pod（确实分配到了worker01节点）
[root@m test]# kubectl get pod -o wide -n ingress-nginx
NAME                                        READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP                NODE   NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-ingress-controller-7c66dcdd6c-nttzp   1/1     Running   0          37m   192.168.116.171   w1     <none>           <none>
[root@m test]# 

# （2）查看所有资源或对象
[root@m test]# kubectl get all -n ingress-nginx
NAME                                            READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/nginx-ingress-controller-7c66dcdd6c-nttzp   1/1     Running   0          36m

NAME                                       READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
deployment.apps/nginx-ingress-controller   1/1     1            1           36m

NAME                                                  DESIRED   CURRENT   READY   AGE
replicaset.apps/nginx-ingress-controller-7c66dcdd6c   1         1         1       36m
[root@m test]#

（5）查看worker01节点的80和443端口

在worker01节点，查看80和443端口使用情况（可看到nginx占用）：

[root@w1 ~]# lsof -i tcp:80

[root@w1 ~]# lsof -i tcp:443

（6）创建并编辑tomcat.yaml

① 创建并编辑tomcat.yaml

[root@m test]# vi tomcat.yaml

内容：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: tomcat-deployment
  labels:
    app: tomcat
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: tomcat
  template:
    metadata:
      labels:
        app: tomcat
    spec:
      containers:
      - name: tomcat
        image: tomcat
        ports:
        - containerPort: 8080
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: tomcat-service
spec:
  ports:
  - port: 80   
    protocol: TCP
    targetPort: 8080
  selector:
    app: tomcat

② 应用tomcat.yaml（创建tomcat的pod、service）

[root@m test]# kubectl apply -f tomcat.yaml
deployment.apps/tomcat-deployment created
service/tomcat-service created
[root@m test]#

③ 查看pod和service

#（1）查看pod
[root@m test]# kubectl get pod -o wide
NAME                                 READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP               NODE   NOMINATED NODE   READINESS GATES
tomcat-deployment-6b9d6f8547-4d4fx   1/1     Running   0          80s   192.168.80.215   w2     <none>           <none>
[root@m test]# 

#（2）查看service
[root@m test]# kubectl get svc
NAME             TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
kubernetes       ClusterIP   10.96.0.1        <none>        443/TCP   2d21h
tomcat-service   ClusterIP   10.100.157.237   <none>        80/TCP    87s
[root@m test]# 

#（3）查看tomcat-service详情（主要看其Endpoints属性）
[root@m test]# kubectl describe svc tomcat-service
Name:              tomcat-service
Namespace:         default
Labels:            <none>
Annotations:       <none>
Selector:          app=tomcat
Type:              ClusterIP
IP Families:       <none>
IP:                10.100.157.237
IPs:               <none>
Port:              <unset>  80/TCP
TargetPort:        8080/TCP
Endpoints:         192.168.80.215:8080
Session Affinity:  None
Events:            <none>
[root@m test]#

（7）创建Ingress，并定义转发规则

① 创建并编辑nginx-ingress.yaml

[root@m test]# vi nginx-ingress.yaml

内容：

#ingress
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  name: nginx-ingress
spec:
  rules:
  - host: tomcat.jack.com
    http:
      paths:
      - path: /
        backend:
          serviceName: tomcat-service
          servicePort: 80

② 应用nginx-ingress.yaml（创建ingress）

[root@m test]# kubectl apply -f nginx-ingress.yaml
ingress.extensions/nginx-ingress created
[root@m test]#

③ 查看ingress

#（1）查看ingress
[root@m test]# kubectl get ingress
NAME            HOSTS             ADDRESS   PORTS   AGE
nginx-ingress   tomcat.jack.com             80      27s
[root@m test]# 

#（2） 查看ingress详情
[root@m test]# kubectl describe ingress nginx-ingress
Name:             nginx-ingress
Namespace:        default
Address:          
Default backend:  default-http-backend:80 (<error: endpoints "default-http-backend" not found>)
Rules:
  Host             Path  Backends
  ----             ----  --------
  tomcat.jack.com  
                   /   tomcat-service:80 (192.168.80.215:8080)
Annotations:       <none>
Events:
  Type    Reason  Age   From                      Message
  ----    ------  ----  ----                      -------
  Normal  CREATE  117s  nginx-ingress-controller  Ingress default/nginx-ingress
[root@m test]#

（8）通过域名访问

① 修改hosts文件，配置域名解析

修改windows系统的hosts文件（C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts），添加dns解析：
在这里插入图片描述

②浏览器访问（通过ingress配置的域名访问）

访问URL：http://tomcat.jack.com

在这里插入图片描述

（9）Ingress总结

总结：如果以后想要使用Ingress网络，其实只要定义ingress，service和pod即可，前提是要保证nginx ingress controller已经配置好了。

（10）删除测试资源

#（1）删除pod和service等资源
[root@m test]# kubectl delete -f nginx-ingress.yaml
[root@m test]# kubectl delete -f tomcat.yaml
[root@m test]# kubectl delete -f mandatory.yaml

#（2）删除yaml配置文件
[root@m test]# rm nginx-ingress.yaml
[root@m test]# rm tomcat.yaml
[root@m test]# rm mandatory.yaml

Kubernetes(K8S)学习（二）：K8S常用组件

K8S常用组件

一、 Controllers

1、ReplicationController(RC)

1.1、简介

1.2、测试

（1）创建nginx_replication.yaml

（2）根据yaml创建pod

（3）查看pod、查看RC

（4）尝试删除一个pod

（5）对pod进行扩/缩容

（6）删除测试资源（自行选择）

2、ReplicaSet(RS)

2.1、简介

2.2、测试（见deployment）

3、Deployment

3.1、简介

3.2、测试

（1）创建nginx_deployment.yaml文件

（2）根据yaml文件创建pod

（3）查看pod创建情况

（4）查看nginx的版本

（5）删除测试资源（自行选择）

二、Labels and Selectors

三、Namespace（命名空间）

1、简介

2、测试

2.1、创建namespace

（1）创建myns-namespace.yaml

（2）依据yaml配置创建namespace

（3）查看命名空间

2.2、创建pod

（1）创建一个pod（在myns命名空间下创建）

（2）依据yaml配置创建pod

（3）查看myns命名空间下的Pod和资源

（4）删除测试资源（自行选择）

四、Network

1、集群内：同一个Pod中的容器通信

2、集群内：Pod之间的通信

2.1、测试准备

（1）创建并编辑nginx_pod.yaml文件

（2）创建并编辑busybox_pod.yaml文件

（3）创建两个pod，并查看

2.2、测试：同一个集群中同一台机器节点

（1）在worker01节点，ping本节点IP（ping成功）

（2）在worker01节点，curl本节点IP（curl成功）

2.3、测试：同一个集群中不同机器节点

（1）在worker02节点，ping测试worker01节点中nginx-pod的IP（ping成功）

（2）在worker02节点，curl测试worker01节点中nginx-pod的IP（curl成功）

（3）在worker01节点，ping测试worker02节点中busybox-pod的IP（ping成功）

（4）在master节点

① ping测试worker02节点中busybox-pod的IP（ping成功）

② ping测试worker01节点中nginx-pod的IP（ping成功）

③ curl测试worker01节点中nginx-pod的IP（curl成功）

2.4、删除测试资源

3、集群内：通过Service-Cluster IP通信

3.1、测试Service-Cluster IP

（1）创建并编辑whoami-deployment.yaml文件

（2）创建pod

（3）查看pod、deployment

（4）在集群内正常访问pod

（5）创建service并查看

（6）通过Service的Cluster IP访问（10.98.239.156）

（7）查看service详细信息

（8）测试：pod扩容后，使用curl访问

（9）再次查看service具体信息

（10）测试总结

（11）删除测试资源

4、Pod访问外部服务

5、外部服务访问集群中的Pod（通过Service-NodePort通信）

5.1、测试Service-NodePort

（1）创建并编辑whoami-deployment.yaml文件

（2）创建pod

（3）创建service并查看

（4）查看暴露在集群中各节点端口情况

（5）外部浏览器访问（通过集群各节点物理机IP和暴露的端口）

（6）测试总结

（7）删除测试资源

6、外部服务访问集群中的Pod（通过Service-LoadBalance通信）

6.1、测试环境准备

（6）删除测试资源（`自行选择`）

（5）删除测试资源（`自行选择`）

（4）删除测试资源（`自行选择`）

（1）在worker01节点，ping本节点IP（`ping成功`）

（2）在worker01节点，curl本节点IP（`curl成功`）

（1）在worker02节点，ping测试worker01节点中nginx-pod的IP（`ping成功`）

（2）在worker02节点，curl测试worker01节点中nginx-pod的IP（`curl成功`）

（3）在worker01节点，ping测试worker02节点中busybox-pod的IP（`ping成功`）

① ping测试worker02节点中busybox-pod的IP（`ping成功`）

② ping测试worker01节点中nginx-pod的IP（`ping成功`）

③ curl测试worker01节点中nginx-pod的IP（`curl成功`）