本章节将介绍如何在kubernetes集群中部署一个nginx服务，并且能够对其进行访问

一、Namespace

介绍

Namespace是kubernetes系统中的一种非常重要资源，它的主要作用是用来实现多套环境的资源隔离或者多租户的资源隔离。
默认情况下，kubernetes集群中的所有的Pod都是可以相互访问的。但是在实际中，可能不想让两个Pod之间进行互相的访问，那此时就可以将两个Pod划分到不同的namespace下。kubernetes通过将集群内部的资源分配到不同的Namespace中，可以形成逻辑上的”组”，以方便不同的组的资源进行隔离使用和管理。
可以通过kubernetes的授权机制，将不同的namespace交给不同租户进行管理，这样就实现了多租户的资源隔离。此时还能结合kubernetes的资源配额机制，限定不同租户能占用的资源，例如CPU使用量、内存使用量等等，来实现租户可用资源的管理。

kubernetes在集群启动之后，会默认创建几个namespace

[root@master ~]# kubectl  get namespace
NAME              STATUS   AGE
default           Active   45h     #  所有未指定Namespace的对象都会被分配在default命名空间
kube-node-lease   Active   45h     #  集群节点之间的心跳维护，v1.13开始引入
kube-public       Active   45h     #  此命名空间下的资源可以被所有人访问（包括未认证用户）
kube-system       Active   45h     #  所有由Kubernetes系统创建的资源都处于这个命名空间

下面来看namespace资源的具体操作：

查看

# 1 查看所有的ns  命令：kubectl get 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   命令：kubectl get ns <ns名称> 
[root@master ~]# kubectl get ns default
NAME      STATUS   AGE
default   Active   45h

# 3 指定输出格式  命令：kubectl get ns ns名称  -o 格式参数
# kubernetes支持的格式有很多，比较常见的是wide、json、yaml
[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详情  命令：kubectl describe ns ns名称
[root@master ~]# kubectl describe ns default
Name:         default
Labels:       <none>
Annotations:  <none>
Status:       Active  # Active 命名空间正在使用中  Terminating 正在删除命名空间

# ResourceQuota 针对namespace做的资源限制
# LimitRange针对namespace中的每个组件做的资源限制
No resource quota.
No LimitRange resource.

创建

# 创建namespace
[root@master ~]# kubectl create ns dev
namespace/dev created

删除

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

配置方式

首先准备一个yaml文件：ns-dev.yaml

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: dev

然后就可以执行对应的创建和删除命令了：

创建：_kubectl create -f ns-dev.yaml_
删除：_kubectl delete -f ns-dev.yaml_

二、Pod

介绍

Pod是kubernetes集群进行管理的最小单元，程序要运行必须部署在容器中，而容器必须存在于Pod中。
Pod可以认为是容器的封装，一个Pod中可以存在一个或者多个容器。

kubernetes在集群启动之后，集群中的各个组件也都是以Pod方式运行的。可以通过下面命令查看：

kubectl get pods -n kube-system

创建并运行

kubernetes没有提供单独运行Pod的命令，都是通过Pod控制器来实现的

kubectl run <pod控制器名称> [参数]

_--image_：指定Pod的镜像
_--port_：指定端口

_--namespace_：指定namespace

kubectl run nginx --image=nginx --port=80 --namespace dev

查看Pod信息

查看pod基本信息

[root@k8s-master ~]# kubectl get pods -n dev
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx   1/1     Running   0          111s

查看pod详细信息

[root@k8s-master ~]# kubectl describe pod nginx -n dev
Name:         nginx
Namespace:    dev
Priority:     0
Node:         k8s-node1/192.168.142.101
Start Time:   Sat, 31 Jul 2021 16:00:40 +0800
Labels:       run=nginx
Annotations:  <none>
Status:       Running
IP:           10.244.1.18
IPs:
IP:  10.244.1.18
Containers:
nginx:
  Container ID:   docker://3caf67851bf9fb494e9751dab41f3ba495ad650567ea5da7fad29796d963aa67
  Image:          nginx
  Image ID:       docker-pullable://nginx@sha256:8f335768880da6baf72b70c701002b45f4932acae8d574dedfddaf967fc3ac90
  Port:           80/TCP
  Host Port:      0/TCP
  State:          Running
    Started:      Sat, 31 Jul 2021 16:00:58 +0800
  Ready:          True
  Restart Count:  0
  Environment:    <none>
  Mounts:
    /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from kube-api-access-vtsmg (ro)
Conditions:
Type              Status
Initialized       True
Ready             True
ContainersReady   True
PodScheduled      True
Volumes:
kube-api-access-vtsmg:
  Type:                    Projected (a volume that contains injected data from multiple sources)
  TokenExpirationSeconds:  3607
  ConfigMapName:           kube-root-ca.crt
  ConfigMapOptional:       <nil>
  DownwardAPI:             true
QoS Class:                   BestEffort
Node-Selectors:              <none>
Tolerations:                 node.kubernetes.io/not-ready:NoExecute op=Exists for 300s
                           node.kubernetes.io/unreachable:NoExecute op=Exists for 300s
Events:
Type    Reason     Age    From               Message
----    ------     ----   ----               -------
Normal  Scheduled  2m20s  default-scheduler  Successfully assigned dev/nginx to k8s-node1
Normal  Pulling    2m20s  kubelet            Pulling image "nginx"
Normal  Pulled     2m2s   kubelet            Successfully pulled image "nginx" in 17.321755426s
Normal  Created    2m2s   kubelet            Created container nginx
Normal  Started    2m2s   kubelet            Started container nginx

访问Pod

查看pod的IP地址

[root@k8s-master ~]# kubectl get pods -n dev -o wide
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP            NODE        NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx   1/1     Running   0          4m37s   10.244.1.18   k8s-node1   <none>           <none>

访问pod ```shell [root@k8s-master ~]# curl 10.244.1.18:80 <!DOCTYPE html>
Welcome to nginx!

If you see this page, the nginx web server is successfully installed and working. Further configuration is required.

For online documentation and support please refer to nginx.org.
Commercial support is available at nginx.com.

Thank you for using nginx.


<a name="xcRkh"></a>
#### 删除Pod

- 删除指定Pod
```shell
[root@k8s-master ~]# kubectl delete pod nginx -n dev
pod "nginx" deleted

使用配置文件操作Pod

创建

编写一个redispod.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: redis
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - image: redis:6.2.1
    name: pod
    ports:
    - name: redis-port
      containerPort: 6379
      protocol: TCP

删除与创建

kubectl create/delete -f redispod.yaml

三、Label

1. 介绍

Label

Label是kubernetes系统中的一个重要概念。它的作用就是在资源上添加标识，用来对它们进行区分和选择
Label的特点：

一个Label会以key/value键值对的形式附加到各种对象上，如Node、Pod、Service等等
一个资源对象可以定义任意数量的Label ，同一个Label也可以被添加到任意数量的资源对象上去
Label通常在资源对象定义时确定，当然也可以在对象创建后动态添加或者删除

可以通过Label实现资源的多维度分组，以便灵活、方便地进行资源分配、调度、配置、部署等管理工作

些常用的Label 示例如下：

版本标签：”version”:”release”, “version”:”stable”……
环境标签：”environment”:”dev”，”environment”:”test”，”environment”:”pro”
架构标签：”tier”:”frontend”，”tier”:”backend”

Label Selector

标签定义完毕之后，还要考虑到标签的选择，这就要使用到Label Selector
Label Selector用于查询和筛选拥有某些标签的资源对象
当前有两种Label Selector：

基于等式的Label Selector
- name = slave：选择所有包含Label中key=”name”且value=”slave”的对象
- env != production：选择所有包括Label中的key=”env”且value不等于”production”的对象
基于集合的Label Selector
- name in (master, slave)：选择所有包含Label中的key=”name”且value=”master”或”slave”的对象
- name not in (frontend)：选择所有包含Label中的key=”name”且value不等于”frontend”的对象

标签的选择条件可以使用多个，此时将多个Label Selector进行组合，使用逗号 “,” 进行分隔即可。例如：

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

2. 命令方式

为pod资源打标签

[root@k8s-master ~]# kubectl label pod redis version=1.0 -n dev
pod/redis labeled
[root@k8s-master ~]# kubectl get pod redis -n dev --show-labels
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
redis   1/1     Running   0          41m   version=1.0

为pod资源更新标签

[root@k8s-master ~]# kubectl label pod redis version=2.0 --overwrite -n dev
pod/redis labeled
[root@k8s-master ~]# kubectl get pod redis -n dev --show-labels
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
redis   1/1     Running   0          41m   version=2.0

查看标签

[root@k8s-master ~]# kubectl get pod redis -n dev --show-labels
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
redis   1/1     Running   0          41m   version=2.0

筛选标签

# 选择version标签为1.0的pod
[root@k8s-master ~]# kubectl get pod -n dev -l version=1.0 --show-labels
No resources found in dev namespace.

# 选择version标签不等于1.0的pod
[root@k8s-master ~]# kubectl get pod -n dev -l version!=1.0 --show-labels
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
redis   1/1     Running   0          44m   version=2.0

删除标签

[root@k8s-master ~]# kubectl label pod redis version- -n dev
pod/redis labeled
[root@k8s-master ~]# kubectl get pod redis -n dev --show-labels
NAME    READY   STATUS    RESTARTS   AGE   LABELS
redis   1/1     Running   0          47m   <none>

3. 配置方式

nginxpod.yaml

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

然后就可以执行对应的创建/更新命令了：_kubectl apply -f pod-nginx.yaml_

四、Deployment

1. 介绍

在kubernetes中，Pod是最小的控制单元，但是kubernetes很少直接控制Pod，一般都是通过Pod控制器来完成的。Pod控制器用于pod的管理，确保pod资源符合预期的状态，当pod的资源出现故障时，会尝试进行重启或重建pod

在kubernetes中Pod控制器的种类有很多，本章节只介绍一种：Deployment

2. 命令操作

创建Deployment

# 命令格式：kubectl create deployment 名称 [参数]
# • --image：指定pod的镜像
# • --port：指定端口
# • --replicas：指定创建pod数量
# • --namespace：指定namespace

[root@k8s-master ~]# kubectl create deploy nginx --image=nginx --port=80 --replicas=3 -n dev
deployment.apps/nginx created

查看创建的Deployment

[root@k8s-master ~]# kubectl get deploy -n dev
NAME    READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
nginx   3/3     3            3           50s

# UP-TO-DATE：成功升级的副本数量
# AVAILABLE：可用副本的数量
[root@k8s-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的详细信息

[root@k8s-master ~]# kubectl describe deploy nginx -n dev
Name:                   nginx
Namespace:              dev
CreationTimestamp:      Sat, 31 Jul 2021 17:28:51 +0800
Labels:                 app=nginx
Annotations:            deployment.kubernetes.io/revision: 1
Selector:               app=nginx  #Label选择器
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:  app=nginx  #Pod Label
  Containers:
   nginx:
    Image:        nginx
    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-7848d4b86f (3/3 replicas created)
Events:
  Type    Reason             Age    From                   Message
  ----    ------             ----   ----                   -------
  Normal  ScalingReplicaSet  2m45s  deployment-controller  Scaled up replica set nginx-7848d4b86f to 3

删除Deployment

[root@k8s-master ~]# kubectl delete deploy nginx -n dev
deployment.apps "nginx" deleted

3. 配置操作

deploy-nginx.yaml

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

然后就可以执行对应的创建和删除命令了：

kubectl create/delete -f deploy-nginx.yaml

五、Service

1. 介绍

通过上节课的学习，已经能够利用Deployment来创建一组Pod来提供具有高可用性的服务。
虽然每个Pod都会分配一个单独的Pod IP，然而却存在如下两问题：

Pod IP 会随着Pod的重建产生变化
Pod IP 仅仅是集群内可见的虚拟IP，外部无法访问

这样对于访问这个服务带来了难度。因此，kubernetes设计了Service来解决这个问题。
Service可以看作是一组同类Pod对外的访问接口。借助Service，应用可以方便地实现服务发现和负载均衡。

2. 命令操作

操作一：创建集群内部可访问的Service

# 暴露Service
[root@k8s-master ~]# kubectl expose deploy nginxdeploy --name=svc-nginx1 --type=ClusterIP --port=80 --target-port=80 -n dev
service/svc-nginx1 exposed

# 查看Service
[root@k8s-master ~]# kubectl get pods -n dev
NAME                           READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginxdeploy-7fccc57bf6-5v2hz   1/1     Running   0          2m17s
nginxdeploy-7fccc57bf6-nlm8r   1/1     Running   0          2m17s
[root@k8s-master ~]# kubectl get svc -n dev
NAME         TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
svc-nginx1   ClusterIP   10.103.193.26   <none>        80/TCP    10s

# 这里产生了一个CLUSTER-IP，这就是service的IP，在Service的生命周期中，这个地址是不会变动的
# 可以通过这个IP访问当前service对应的POD
[root@k8s-master ~]# curl 10.103.193.26:80
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
.......
</body>
</html>

操作二：创建集群外部可访问的Service

# 上面创建的Service的type类型为ClusterIP，这个ip地址只能够集群内部访问
# 如果需要创建外部也可以访问的Service，需要修改type为NodePort
[root@k8s-master ~]# kubectl expose deploy nginxdeploy --name=svc-nginx2 --type=NodePort --port=80 --target-port=80 -n dev
service/svc-nginx2 exposed

# 查看刚刚创建的Service
[root@k8s-master ~]# kubectl get svc -n dev
NAME         TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
svc-nginx1   ClusterIP   10.103.193.26    <none>        80/TCP         3m23s
svc-nginx2   NodePort    10.111.222.252   <none>        80:30402/TCP   3s

# 接下来就可以通过集群外的主机访问 节点IP:31928访问服务了
# 例如在的电脑主机上通过浏览器访问下面的地址
http://192.168.142.100:30402/

操作三：删除Service

[root@k8s-master ~]# kubectl delete svc svc-nginx1 -n dev
service "svc-nginx1" deleted

3. 配置操作

svc-nginx.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: svc-nginx
  namespace: dev
spec:
  clusterIP: 10.109.179.231 #固定svc的内网ip
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 80
  selector:
    run: nginx
  type: ClusterIP

执行操作：

kubectl create/delete -f svc-nginx.yaml

四、实战入门

一、Namespace

介绍

查看

创建

删除

配置方式

二、Pod

介绍

创建并运行

查看Pod信息

访问Pod

Welcome to nginx!

使用配置文件操作Pod

创建

删除与创建

三、Label

1. 介绍

Label

Label Selector

2. 命令方式

为pod资源打标签

为pod资源更新标签

查看标签

筛选标签

删除标签

3. 配置方式

四、Deployment

1. 介绍

2. 命令操作

创建Deployment

查看创建的Deployment

查看deployment的详细信息

删除Deployment

3. 配置操作

五、Service

1. 介绍

2. 命令操作

操作一：创建集群内部可访问的Service

操作三：删除Service

3. 配置操作