K8s常用功能實踐

IT那活兒發布于2023-01-11 13:20 / 2085人閱讀

K8s常用功能實踐

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K8s是Kubernetes的簡稱，其中8代表Kubernetes中“K”與“s”之間的8個字符。K8s是Google開源的容器集群管理系統，為容器化應用提供了資源調度、部署運行、服務發現、自我修復、擴縮容和滾動更新等功能。我們先不深究K8s的各種概念和專業術語，先搭建一個可用的系統，把玩起來，一起走進它的世界，快速建立起感性的認識，再慢慢揭開它神秘的面紗。

獲取K8s

獲取K8s的方法很多，我們選擇在Windows上安裝Docker Desktop來獲取。

1. 下載安裝Docker Desktop

下載鏈接https://docs.docker.com/desktop/windows/install/

獲取安裝包后不斷下一步就可以完成安裝。

2. 安裝啟動K8s

Settings->Kubernetes->Enable Kubernetes->Apply& Restart

上圖左下角Docker和K8s圖標顯示綠色表示運行正常，此時你已得到Docker、單節點K8s集群和K8s命令行工具kubectl。

3. 命令驗證安裝情況

運行docker version和kubectlversion，正常輸出表示安裝并運行正常。

K8s上運行應用

運行kubectl get nodes結果如下圖，表示你已連接K8s集群，確認集群正在運行，輸出只有一行，是因為它是單節點集群，由單節點同時充當主節點（Master）和工作節點（Node）。

1. K8s由Master和Node節點組成，最簡單的部署是集Master和Node于一身的單臺主機，一般是至少3臺主機的集群化部署。

1.1 Master是K8s集群的控制節點

每個K8s集群中至少有一個Master節點，來負責整個集群的管理和控制。

Master節點運行的主要進程有：K8s API Server、K8s Controller Manager、K8s Scheduler、etcd。

K8s API Server：提供HTTP RESTful API接口的主要服務，是K8s里對所有資源對象進行增刪改查等操作的唯一入庫，也是集群控制的入口進程；
K8s Controller Manager：K8s里所有資源對象的自動化控制中心；
K8s Scheduler：負責資源調度的進程；
etcd：存儲所有需要持久化的數據。

1.2 Node是K8s集群中的工作負載節點

Master會根據實際情況將某些任務分配給Node。當某個Node節點故障時，其上的工作負載會被Master轉移至其他Node上。

Node節點運行的主要進程有：kubelet、kube-proxy、容器化運行時（如Docker）。

kubelet：負責pod對應容器的創建、啟停等任務；
kube-proxy：實現K8s Service的通信與負載均衡機制的服務；
容器化：負責本機容器的創建和管理。

2. K8s部署應用的工作流程

2.1 開發應用代碼

此處不是重點，示例是一個簡單的web頁面。

2.2 構建容器鏡像

docker image build 創建鏡像：docker image build -t k8s-test:v.11 ；

docker tag 為鏡像添加標簽：docker tag k8s-test:v.11 sunhuawei23/k8s-test:v.11。

docker images列出鏡像列表：docker images確認sunhuawei23/k8s-test鏡像存在，如下圖：

2.3 倉庫托管鏡像

docker push上傳鏡像到倉庫：docker push sunhuawei23/k8s-test:v.11。

訪問Docker Hub，確認鏡像存在：

2.4 K8s部署應用

容器化的應用運行在K8s的Pod中，Pod是K8s中最基本的操作單元。

kubectl apply部署Pod：kubectl apply -f pod.yml

查看運行的Pod：kubectl get pods

如下圖：Pod對象first-pod已創建，并處于Running狀態。

2.5 連接到應用

Pod已啟動，應用在運行，但需要連接到應用，Service來幫忙，Server是提供相同服務的Pod的對外訪問接口。

kubectl apply部署Service：kubectl apply -f svc-local.yml

查看運行的Service：kubectl get svc

如下圖：Service對象svc-local已啟動和運行。

打開瀏覽器通過指定的30666端口（svc-local的PORT端口值）能正常訪問web頁面，如下圖：

自此已將一個應用容器化，將其部署到了K8s，并連接成功。

自我修復

Deployment用于自動創建指定數量的Pod實例，K8s實時監控Pod的副本數量，保證其與Deployment中聲明的replicas數量一致。Deployment對象自動創建關聯的ReplicaSet對象，ReplicaSet對象用于實現Pod的擴縮容。

kubectl delete刪除對象，這里刪除Pod：kubectl delete pod first-pod

kubectl apply部署Deployment：kubectl apply -f deploy.yml

查看deploy：kubectl get deployments

如下圖：3副本的Deployment對象qsk-deploy已準備就緒。

查看對應的3副本的Pod：kubectl get pods。

刪除其中一個Pod：kubectl delete pod qsk-deploy-59cd8875dc-x4nv4。

Pod停止時，K8s會自動檢測到并重新啟動這個Pod，如下圖：再次查看Pod時，一個新的Pod已創建。

應用擴縮容

將如下圖副本數從3改為5：

修改配置后重新發送給K8s：kubectl apply -f deploy.yml

副本數由3擴容到5，K8s將啟動2個副本，如下圖：從ContainerCreating到Running；

同理，縮容可以將Pod數量減少到期望狀態。

滾動更新

重新容器化應用并上傳V12版本的鏡像：

將最后一行版本由sunhuawei23/k8s-test:v.11修改為sunhuawei23/k8s-test2:v.12

再次發送給K8s：kubectl apply -f deploy.yml

查看滾動更新進展：kubectl rollout status deployment qsk-deploy，如下圖表示已完成一個應用的更新：

寫在最后，此文沒有過多介紹相關概念或術語，只是介紹了K8s最基本的功能，僅冰山一角，容器的世界是豐富多彩的，而K8s作為容器的管理工具更令人神往，有空可以暢游一番。

本文作者：孫華偉

本文來源：IT那活兒（上海新炬王翦團隊）

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