• 【云原生】Kubernetes核心技术（上）

     部署 Pod，Deployment 与 Service

    博主昵称：跳楼梯企鹅
    博主主页面链接：博主主页传送门

    博主专栏页面连接：专栏传送门--网路安全技术
    创作初心：本博客的初心为与技术朋友们相互交流，每个人的技术都存在短板，博主也是一样，虚心求教，希望各位技术友给予指导。
    博主座右铭：发现光，追随光，成为光，散发光;
    博主研究方向：渗透测试、机器学习 ;
    博主寄语：感谢各位技术友的支持，您的支持就是我前进的动力 ;

    本篇文章分为3次分享完

    一、Pod

    1.概述

    Pod 是 K8S 系统中可以创建和管理的最小单元，是资源对象模型中由用户创建或部署的最小资源对象模型，也是在 K8S 上运行容器化应用的资源对象，其它的资源对象都是用来支撑或者扩展 Pod 对象功能的，比如控制器对象是用来管控 Pod 对象的，Service 或者 Ingress 资源对象是用来暴露 Pod 引用对象的，PersistentVolume 资源对象是用来为 Pod 提供存储等等，K8S 不会直接处理容器，而是 Pod，Pod 是由一个或多个 container 组成。

    Pod 是 Kubernetes 的最重要概念，每一个 Pod 都有一个特殊的被称为 “根容器”的 Pause 容器。Pause 容器对应的镜像属于 Kubernetes 平台的一部分，除了 Pause 容器，每个 Pod 还包含一个或多个紧密相关的用户业务容器

     2.概念以及意义

    • 最小部署的单元
    • Pod 里面是由一个或多个容器组成【一组容器的集合】
    • 一个 pod 中的容器是共享网络命名空间
    • Pod 生命周期是短暂的
    • 每个 Pod 包含一个或多个紧密相关的用户业务容器

    意义：Pod 是在 K8S 集群中运行部署应用或服务的最小单元，它是可以支持多容器的。Pod 的设计理念是支持多个容器在一个 Pod 中共享网络地址和文件系统，可以通过进程间通信和文件共享这种简单高效的方式组合完成服务。同时 Pod 对多容器的支持是 K8S 中最基础的设计理念。在生产环境中，通常是由不同的团队各自开发构建自己的容器镜像，在部署的时候组合成一个微服务对外提供服务。

    3.分类

    • 长期伺服型：long-running
    • 批处理型：batch
    • 节点后台支撑型：node-daemon
    • 有状态应用型：stateful application

    4.Pod机制

    主要有以下两大机制

    • 共享网络
    • 共享存储

    （1）共享网络：

    容器本身之间相互隔离的，一般是通过 namespace 和 group 进行隔离，那么Pod里面的容器如何实现通信？

     首先需要满足前提条件，也就是容器都在同一个namespace之间关于Pod实现原理，首先会在Pod会创建一个根容器： pause容器，然后我们在创建业务容器 【nginx，redis 等】，在我们创建业务容器的时候，会把它添加到 info容器 中

    而在 info容器 中会独立出 ip地址，mac地址，port 等信息，然后实现网络的共享

    （2）共享存储：

    5.常用命令

    1. # 查看所有的 pod 列表，-n 后面跟 namespace，查看指定的命名空间，-o wide 查看详细信息
    2. kubectl get pod
    3. kubectl get pod -n kube-system  # 查看 kube-system 命名空间下的 pod
    4. kubectl get pod -o wide # 查看 pod 的详细信息，有 ip、node 节点等信息
    5.  
    6. # 显示 Node 的详细信息
    7. kubectl describe node dce-10-6-215-190 # node 后面的是 node名称
    8. # 显示 Pod 的详细信息, 特别是查看 pod 无法创建的时候的日志
    9. kubectl describe pod web # web 是你创建 pod 时起的名称
    10.  
    11. # 根据 yaml 创建资源, apply 可以重复执行，create 不行
    12. kubectl create -f pod.yaml
    13. kubectl apply -f pod.yaml
    14.  
    15. # 删除所有 Pod
    16. kubectl delete pod --all
    17.  
    18. # 强制删除某个文件名命名节点 ,基于 pod.yaml 定义的名称删除 pod 
    19. kubectl delete -f <文件名>
    20.  
    21. # 删除某个Pod命令节点 
    22. kubectl delete pod 
    23. # 删除某个Replication Controller命名节点 
    24. kubectl delete rc 
    25. kubectl delete deployment 名称
    26.  
    27. # 删除某个服务命名节点 
    28. kubectl delete service 
    29.  
    30. # 删除所有Pod节点 
    31. kubectl delete pod --all

    二、Deployment

    1.概述

      

     Deployment 是 k8s 中一种重要的pod控制器，主要用于实现控制 Pod 的副本数量和水平伸缩以及版本更新。起到一个实现应用程序级别的资源模拟的作用。

    2.Deployment的两大功能

    通过上面简单的介绍，我们已经大概了解了Deployment， ReplicaSet，以及 Pod 的关系，他们实际上是一种“层层控制”的关系。

    那么，Deployment的作用到底是什么，又为什么需要 ReplicaSet 来间接控制 Pod 呢，答案就是为了实现水平扩展 / 收缩和滚动更新功能。

    水平扩展 / 收缩

    “水平扩展 / 收缩”非常容易实现，Deployment Controller 只需要修改它所控制的 ReplicaSet 的 Pod 副本个数就可以了。

     滚动更新

    应用的发布和升级是运维最重要的核心职能之一，那么部署在K8S中的应用是怎么发布升级的呢？其实，你只要编辑修改下 Deployment 的 yaml 文件中镜像版本号，再 apply 一下，就更新成功了，但是具体的实现过程又是怎么样的呢？

    在 K8S 中可以使用 kubectl rollout命令来查看 Deployment 对象的状态变化。

    3. Deployment常用字段

    1. apiVersion: apps/v1			# API群组和版本
    2. kind: Deployment			# 资源类型
    3. metadata:
    4.   name 				# 资源名称，名称空间中要唯一
    5.   namespace 		        # 名称空间
    6. spec:
    7.   minReadySeconds <integer>		# Pod就绪后多少秒后没有容器crash才视为“就绪”
    8.   replicas <integer>			# Pod副本数，默认为1
    9.   selector 			# 标签选择器，必须和template字段中Pod的标签一致
    10.   template 			# 定义Pod模板
    11.  
    12.   revisionHistoryLimit <integer>	# 滚动更新历史记录数量，默认为10
    13.   strategy 			# 滚动更新策略
    14.     type 			# 滚动更新类型，默认为RollingUpdate
    15.     rollingUpdate 		# 滚动更新参数，只能用于RollingUpdate类型
    16.       maxSurge 			# 更新期间可以比replicas定义的数量多出的数量或比例
    17.       maxUnavailable 		# 更新期间可以比replicas定义的数少的数量或比例 
    18.   progressDeadlineSeconds <integer>	# 滚动更新故障超时时长，默认为600秒
    19.   paused 			# 是否暂停部署
      20.  

      4.代码实操
       

      1. #运行一个deployment
      2. [root@ken ~]# kubectl run httpd-ken1--generator=run-pod/v1 --image=httpd --replicas=2
      3.  
      4. #详细分析 Kubernetes
      5. [root@ken ~]# kubectl get deployment
      6. NAME        READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
      7. httpd-ken   2/2     2            2           35m
      8.  
      9. #kubectl get deplouyment命令可以查看 httpd-ken 的状态
      10. [root@ken ~]# kubectl  describe deployment httpd-ken
      11. Name:                   httpd-ken
      12. Namespace:              default
      13. CreationTimestamp:      Tue, 29 Jan 2019 15:27:40 +0800
      14. Labels:                 run=httpd-ken
      15. Annotations:            deployment.kubernetes.io/revision: 1
      16. Selector:               run=httpd-ken
      17. Replicas:               2 desired | 2 updated | 2 total | 2 available | 0 unavailable
      18. StrategyType:           RollingUpdate
      19. MinReadySeconds:        0
      20. RollingUpdateStrategy:  25% max unavailable, 25% max surge
      21. Pod Template:
      22.   Labels:  run=httpd-ken
      23.   Containers:
      24.    httpd-ken:
      25.     Image:        httpd
      26.     Port:         <none>
      27.     Host Port:    <none>
      28.     Environment:  <none>
      29.     Mounts:       <none>
      30.   Volumes:        <none>
      31. Conditions:
      32.   Type           Status  Reason
      33.   ----           ------  ------
      34.   Available      True    MinimumReplicasAvailable
      35.   Progressing    True    NewReplicaSetAvailable
      36. OldReplicaSets:  <none>
      37. NewReplicaSet:   httpd-ken-5c949b96f (2/2 replicas created)
      38. Events:
      39.   Type    Reason             Age   From                   Message
      40.   ----    ------             ----  ----                   -------
      41.   Normal  ScalingReplicaSet  18m   deployment-controller  Scaled up replica set httpd-ken-5c949b96f to 2
      42. kubectl describe replicaset：
      43. [root@ken ~]# kubectl get replicaset
      44. NAME                  DESIRED   CURRENT   READY   AGE
      45. httpd-ken-5c949b96f   2         2         2       20m
      46.  
      47.  
      48. #用 kubectl describe replicaset 查看详细信息：
      49. [root@ken ~]# kubectl describe replicaset
      50. Name:           httpd-ken-5c949b96f
      51. Namespace:      default
      52. Selector:       pod-template-hash=5c949b96f,run=httpd-ken
      53. Labels:         pod-template-hash=5c949b96f
      54.                 run=httpd-ken
      55. Annotations:    deployment.kubernetes.io/desired-replicas: 2
      56.                 deployment.kubernetes.io/max-replicas: 3
      57.                 deployment.kubernetes.io/revision: 1
      58. Controlled By:  Deployment/httpd-ken
      59. Replicas:       2 current / 2 desired
      60. Pods Status:    2 Running / 0 Waiting / 0 Succeeded / 0 Failed
      61. Pod Template:
      62.   Labels:  pod-template-hash=5c949b96f
      63.            run=httpd-ken
      64.   Containers:
      65.    httpd-ken:
      66.     Image:        httpd
      67.     Port:         <none>
      68.     Host Port:    <none>
      69.     Environment:  <none>
      70.     Mounts:       <none>
      71.   Volumes:        <none>
      72. Events:
      73.   Type    Reason            Age   From                   Message
      74.   ----    ------            ----  ----                   -------
      75.   Normal  SuccessfulCreate  20m   replicaset-controller  Created pod: httpd-ken-5c949b96f-twdsd
      76.   Normal  SuccessfulCreate  20m   replicaset-controller  Created pod: httpd-ken-5c949b96f-9cd52
      77.  
      78.  
      79. #执行 kubectl get pod：
      80. [root@ken ~]# kubectl get pod
      81. NAME                        READY   STATUS    RESTARTS   AGE
      82. httpd-ken-5c949b96f-9cd52   1/1     Running   0          22m
      83. httpd-ken-5c949b96f-twdsd   1/1     Running   0          22m
      84.  
      85.  
      86. #用 kubectl describe pod 查看更详细的信息：
      87. root@ken ~]# kubectl describe pod
      88. Name:               httpd-ken-5c949b96f-9cd52
      89. Namespace:          default
      90. Priority:           0
      91. PriorityClassName:  <none>
      92. Node:               host1/172.20.10.7
      93. Start Time:         Tue, 29 Jan 2019 15:46:45 +0800
      94. Labels:             pod-template-hash=5c949b96f
      95.                     run=httpd-ken
      96. Annotations:        <none>
      97. Status:             Running
      98. IP:                 10.244.1.3
      99. Controlled By:      ReplicaSet/httpd-ken-5c949b96f
      100. Containers:
      101.   httpd-ken:
      102.     Container ID:   docker://e59bda9941a16f20027c89a0d8fa8e17797b517f6f5461e905c0d29b57369dde
      103.     Image:          httpd
      104.     Image ID:       docker-pullable://httpd@sha256:44daa8e932a32ab6e50636d769ca9a60ad412124653707e5ed59c0209c72f9b3
      105.     Port:           <none>
      106.     Host Port:      <none>
      107.     State:          Running
      108.       Started:      Tue, 29 Jan 2019 15:47:10 +0800
      109.     Ready:          True
      110.     Restart Count:  0
      111.     Environment:    <none>
      112.     Mounts:
      113.       /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from default-token-vb7lm (ro)
      114. Conditions:
      115.   Type              Status
      116.   Initialized       True 
      117.   Ready             True 
      118.   ContainersReady   True 
      119.   PodScheduled      True 
      120. Volumes:
      121.   default-token-vb7lm:
      122.     Type:        Secret (a volume populated by a Secret)
      123.     SecretName:  default-token-vb7lm
      124.     Optional:    false
      125. QoS Class:       BestEffort
      126. Node-Selectors:  <none>
      127. Tolerations:     node.kubernetes.io/not-ready:NoExecute for 300s
      128.                  node.kubernetes.io/unreachable:NoExecute for 300s
      129. Events:
      130.   Type    Reason     Age   From               Message
      131.   ----    ------     ----  ----               -------
      132.   Normal  Scheduled  23m   default-scheduler  Successfully assigned default/httpd-ken-5c949b96f-9cd52 to host1
      133.   Normal  Pulling    23m   kubelet, host1     pulling image "httpd"
      134.   Normal  Pulled     22m   kubelet, host1     Successfully pulled image "httpd"
      135.   Normal  Created    22m   kubelet, host1     Created container
      136.   Normal  Started    22m   kubelet, host1     Started container
       

      三、Service
       

      1.概述
       

       
 
      Pod是非永久性资源，会动态创建和销毁，pod的ip会变化。这会导致一类Pod（业务1）访问另一类Pod（业务2）需要找出并跟踪Pod（业务2）的IP地址，再者Pod（业务2）是多个的，如何提供负载均衡呢？虽然Pod1通过轮询一组Pod的ip可以实现，但会Pod就需要增加负载均衡的逻辑，Pod就变得不纯粹了，不符合单一设计原则。于是有了Service，把一类Pods上的应用程序抽象成服务，并提供可以访问他们的策略。
       

       

      2.通过Service访问Pod
       

      指定 spec.selector即通过打标签的方式
       

      1. apiVersion: v1
      2. kind: Service
      3. metadata:
      4.   name: my-service
      5. spec:
      6.   selector:
      7.     app: MyApp
      8.   ports:
      9.     - protocol: TCP
      10.       port: 80
      11.       targetPort: 9376
       

       自动创建相应的 Endpoint 对象
       

      kubectl describe ep/my-service

       

      自动创建的Endpoint对象
       

      1. Subsets:
      2.      Addresses: 10.244.2.1,10.244.4.1
       

      3.Service的三种主要形式
       

      •  
        ClusterIP: 仅仅使用一个集群内部的IP地址 - 这是默认值。选择这个值意味着你只想这个服务在集群内部才可以被访问到。
         
      •  
        NodePort: 在集群内部IP的基础上，在集群的每一个节点的端口上开放这个服务。你可以在任意:NodePort地址上访问到这个服务。
         
      •  
        LoadBalancer: 在使用一个集群内部IP地址和在NodePort上开放一个服务之外，向云提供商申请一个负载均衡器，会让流量转发到这个在每个节点上以:NodePort的形式开放的服务上。
         
      

       4.部署
       

      （1）配置文件如下
       

       
 
       spec.selector: 指定如何选择 Pod
       
 
       spec.ports: 指定如何暴露端
       

       

      1. apiVersion: v1
      2. kind: Service
      3. metadata:
      4.   name: nginx-service
      5. spec:
      6.   selector:
      7.     app: nginx
      8.   ports:
      9.   - protocol: TCP
      10.     port: 80
      11.     targetPort: 80
       

      使用 kubectl apply 部署，查看 Service 状态
       

      1. $ kubectl get svc nginx-service -o wide
      2. NAME            TYPE        CLUSTER-IP    EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE   SELECTOR
      3. nginx-service   ClusterIP   10.108.9.49   <none>        80/TCP    11m   app=nginx
       

      ClusterIP 代表服务只能在集群内部访问，此时我们访问服务
       

      1. $ curl 指定ip
      2. html>
      3. <html>
      4. <head>
      5. <title>Welcome to nginx!title>
      6. <style>
      7.     body {
      8.         width: 35em;
      9.         margin: 0 auto;
      10.         font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif;
      11.     }
      12. style>
      13. head>
      14. <body>
      15. <h1>Welcome to nginx!h1>
      16. <p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
      17. working. Further configuration is required.p>
      18.  
      19. <p>For online documentation and support please refer to
      20. <a href="http://nginx.org/">nginx.orga>.<br/>
      21. Commercial support is available at
      22. <a href="http://nginx.com/">nginx.coma>.p>
      23.  
      24. <p><em>Thank you for using nginx.em>p>
      25. body>
      26. html>
       

      服务发现，知道服务的ip就可以访问服务
       

       
 
      在 k8s 中，服务可以通过 my-svc.my-namespace.svc.cluster.local 发现
       
 
      对于刚才部署的 Service 就是 nginx-service.default.svc.cluster.local
       
 
      在集群中的任意一个 Pod 中通过域名访问
       

       

      1. $ curl nginx-service.default.svc.cluster.local
      2. html>
      3. <html>
      4. <head>
      5. <title>Welcome to nginx!title>
      6. <style>
      7.     body {
      8.         width: 35em;
      9.         margin: 0 auto;
      10.         font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif;
      11.     }
      12. style>
      13. head>
      14. <body>
      15. <h1>Welcome to nginx!h1>
      16. <p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
      17. working. Further configuration is required.p>
      18.  
      19. <p>For online documentation and support please refer to
      20. <a href="http://nginx.org/">nginx.orga>.<br/>
      21. Commercial support is available at
      22. <a href="http://nginx.com/">nginx.coma>.p>
      23.  
      24. <p><em>Thank you for using nginx.em>p>
      25. body>
      26. html>
       

      四、小结
       

      本次主要分享部署 Pod，Deployment 与 Service，后期还有两篇将进一步深入讲解。
       

      尽情期待
       

       

      
                
                    
                

                
    20. 

                    相关阅读:
      
                    
PROJECT #1 - BUFFER POOL [CMU 15-445645]笔记                            
      
玩转cropperjs图片裁剪及数据提交文件流互相转换详解                            
      
pytorch 33 使用mmdeploy将mmdetection模型转换为onnx，并实现c++部署（支持动态nms）                            
      
软件项目和安全项目案例(承接软件和安全项目合作)                            
      
[数据结构] 串与KMP算法详解                            
      
Ubuntu22.04配置Go环境                            
      
Ceph入门到精通-Macvlan网络模式                            
      
orderby是如何工作的？                            
      
Spring Statement 状态机应用实例                            
      
SpringCloud原生组件之Eureka服务注册中心                            
      
                          
                
      21. 
                
    21. 
                    原文地址：https://blog.csdn.net/weixin_50481708/article/details/126357546
                
      22.