1.Kubernetes 简介
Kubernetes 是 Google 开源的容器集群管理系统，其提供应用部署、维护、 扩展机制等
功能，如图 1.3 所示。利用 Kubernetes 能方便地管理跨机器运行容器化的应用，其主要功能
总结如下：
1) 使用 Docker 对应用程序包装(package)、实例化(instantiate)、运行(run)。
2) 以集群的方式运行、管理跨机器的容器。
3) 解决 Docker 跨机器容器之间的通讯问题。
4) Kubernetes 的自我修复机制使得容器集群总是运行在用户期望的状态。南京第五十五所技术开发有限公司
2.Kubernetes 集群平台组成结构
Kubernetes 总体包含两种角色，一个是 Master 节点，负责集群调度、对外接口、访问
控制、对象的生命周期维护等工作；另一个是 Node 节点，负责维护容器的生命周期，例如
创建、删除、停止 Docker 容器，负责容器的服务抽象和负载均衡等工作。其中 Master 节点
上，运行着三个核心组件：API Server, Scheduler, Controller Mananger。Node 节点上运行两
个核心组件：Kubelet， Kube-Proxy。API Server 提供 Kubernetes 集群访问的统一接口，
Scheduler, Controller Manager, Kubelet, Kube-Proxy 等组件都通过 API Server 进行通信，API
Server 将 Pod, Service, Replication Controller, Daemonset 等对象存储在 ETCD 集群中。ETCD
是 CoreOS 开发的高效、稳定的强一致性 Key-Value 数据库，ETCD 本身可以搭建成集群对
外服务，它负责存储 Kubernetes 所有对象的生命周期，是 Kubernetes 的最核心的组件。各
个组件之间的关系详情如图 1-4 所示。
下面先大概介绍一下 Kubernetes 的核心组件的功能：
API Server: 提供了资源对象的唯一操作入口，其他所有的组件都必须通过它提供的 API
来操作资源对象。它以 RESTful 风格的 API 对外提供接口。所有 Kubernetes 资源对象的生
命周期维护都是通过调用 API Server 的接口来完成，例如，用户通过 kubectl 创建一个 Pod，
即是通过调用 API Server 的接口创建一个 Pod 对象，并储存在 ETCD 集群中。
Controller Manager: 集群内部的管理控制中心，主要目的是实现 Kubernetes 集群的故障
检测和自动恢复等工作。它包含两个核心组件：Node Controller 和 Replication Controller。其
中 Node Controller 负责计算节点的加入和退出，可以通过 Node Controller 实现计算节点的
扩容和缩容。Replication Controller 用于 Kubernetes 资源对象 RC 的管理，应用的扩容、缩
容以及滚动升级都是有 Replication Controller 来实现。
Scheduler: 集群中的调度器，负责 Pod 在集群的中的调度和分配。
Kubelet: 负责本 Node 节点上的 Pod 的创建、修改、监控、删除等 Pod 的全生命周期管
理，Kubelet 实时向 API Server 发送所在计算节点（Node）的信息。
Kube-Proxy: 实现 Service 的抽象，为一组 Pod 抽象的服务（Service）提供统一接口并
提供负载均衡功能。
3、基本操作
（1）kubectl 语法
kubectl 命令语法如下：
# kubectl [command] [TYPE] [NAME] [flags]
命令语法解析：
command：子命令。
TYPE：资源类型。
NAME：资源名称。
flags：命令参数。
kubectl 命令选项如下：
--alsologtostderr[=false]：同时输出日志到标准错误控制台和文件。
--api-version=""：和服务端交互使用的 API 版本。
--certificate-authority=""：用以进行认证授权的.cert 文件路径。
--client-certificate=""：TLS 使用的客户端证书路径。
--client-key=""：TLS 使用的客户端密钥路径。
--cluster=""：指定使用的 kubeconfig 配置文件中的集群名。
--context=""：指定使用的 kubeconfig 配置文件中的环境名。
--insecure-skip-tls-verify[=false]：如果为 true，将不会检查服务器凭证的有效性，这会
导致 HTTPS 链接变得不安全。
--kubeconfig=""：命令行请求使用的配置文件路径。
--log-backtrace-at=：0：当日志长度超过定义的行数时，忽略堆栈信息。
--log-dir=""：如果不为空，将日志文件写入此目录。
--log-flush-frequency=5s：刷新日志的最大时间间隔。
--logtostderr[=true]：输出日志到标准错误控制台，不输出到文件。
--match-server-version[=false]：要求服务端和客户端版本匹配。
--namespace=""：如果不为空，命令将使用此 namespace。
--password=""：APIServer 进行简单认证使用的密码。
-s,--server=""：Kubernetes API Server 的地址和端口号。
--stderrthreshold=2：高于此级别的日志将被输出到错误控制台。
--token=""：认证到 APIServer 使用的令牌。
--user=""：指定使用的 kubeconfig 配置文件中的用户名。
--username=""：APIServer 进行简单认证使用的用户名。
--v=0：指定输出日志的级别。
--vmodule=：指定输出日志的模块。
常用命令如下：
kubectl annotate：更新资源的注解。
kubectl api-versions：以“组/版本”的格式输出服务端支持的 API 版本。
kubectl apply：通过文件名或控制台输入，对资源进行配置。
kubectl attach：连接到一个正在运行的容器。
kubectl autoscale：对 replication controller 进行自动伸缩。
kubectl cluster-info：输出集群信息。
kubectl config：修改 kubeconfig 配置文件。
kubectl create：通过文件名或控制台输入，创建资源。
kubectl delete：通过文件名、控制台输入、资源名或者 label selector 删除资源。
kubectl describe：输出指定的一个或多个资源的详细信息。
kubectl edit：编辑服务端的资源。
kubectl exec：在容器内部执行命令。
kubectl expose：输入 rc、svc 或 Pod，并将其暴露为新的 kubernetes service。
kubectl get：输出一个或多个资源。
kubectl label：更新资源的 label。
kubectl logs：输出 Pod 中一个容器的日志。
kubectl namespace：（已停用）设置或查看当前使用的 namespace。
kubectl patch：通过控制台输入更新资源中的字段。
kubectl port-forward：将本地端口转发到 Pod。
kubectl proxy：为 Kubernetes API Server 启动代理服务器。
kubectl replace：通过文件名或控制台输入替换资源。
kubectl rolling-update：对指定的 replication controller 执行滚动升级。
kubectl run：在集群中使用指定镜像启动容器。
kubectl scale：为 replication controller 设置新的副本数。
kubectl version：输出服务端和客户端的版本信息。
2）创建资源对象
使用 kubectl create 命令可进行资源的创建。
根据 Yaml 配置文件一次性创建 service 和 rc：
# kubectl create -f my-service.yaml -f my-rc.yaml
根据<directory>目录下所有.yaml、.yml、.json 文件的定义进行创建操作：
# kubectl create -f <directory>
3）查看资源对象
查看所有 Pod 列表：
# kubectl get pods
查看 rc 和 service 列表：
# kubectl get rc,service
4）描述资源对象
显示 Node 的详细信息：
# kubectl describe nodes <node-name>
显示 Pod 的详细信息：
# kubectl describe pods/<pod-name>
显示由 RC 管理的 Pod 的信息：
# kubectl describe pods <rc-name>
5）删除资源对象
基于 Pod.yaml 定义的名称删除 Pod：
# kubectl delete -f pod.yaml
删除所有包含某个 label 的 Pod 和 service：
# kubectl delete pods,services -l name=<label-name>
删除所有 Pod：
# kubectl delete pods --all
6）容器操作
执行 Pod 的 data 命令，默认是用 Pod 中的第一个容器执行：
# kubectl exec <pod-name> data
指定 Pod 中某个容器执行 data 命令：
# kubectl exec <pod-name> -c <container-name> data
通过 bash 获得 Pod 中某个容器的 TTY，相当于登录容器：
# kubectl exec -it <pod-name> -c <container-name> bash
7）Pod 的扩容与缩容
执行扩容缩容 Pod 的操作：
# kubectl scale rc redis --replicas=3
需要确认的是，在 rc 配置文件中定义的 replicas 数量，当执行上述命令的结果大于
replicas 的数量时，则执行的命令相当于扩容操作，反之则为缩容。可以理解为填写的数量
即需要的 Pod 数量。
注意：当需要进行永久性扩容时，不要忘记修改 rc 配置文件中的 replicas 数量。
8）Pod 的滚动升级
执行滚动升级操作：
# kubectl rolling-update redis -f redis-rc.update.yaml
注意：当执行 rolling-update 命令前需要准备好新的 rc 配置文件以及 ConfigMap 配置
文件。rc 配置文件中需要指定升级后需要使用的镜像名称，或者可以使用 kubeclt
rolling-update redis --image=redis-2.0 命令直接指定镜像名称来直接升级。
