内容简介：Kubernetes 学习笔记
主要来源于官网的教程，从基础入手，循序渐进，还有在线实验，非常友好
更新历史
- 2017.06.05: 开始学习
Kubernetes 基础
先来看一段来自 这里 的简介（我更新了一下链接）：
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，利用Kubernetes 能方便地管理跨机器运行容器化的应用。Kubernetes 可以在物理机或虚拟机上运行，且支持部署到 AWS，Azure，GCE 等多种公有云环境。介绍分布式训练之前，需要对 Kubernetes 有一个基本的认识，下面先简要介绍一下本文用到的几个 Kubernetes 概念。
- Node 表示一个 Kubernetes 集群中的一个工作节点，这个节点可以是物理机或者虚拟机，Kubernetes 集群就是由 node 节点与 master 节点组成的。
- Pod 是一组(一个或多个)容器，pod 是 Kubernetes 的最小调度单元，一个 pod 中的所有容器会被调度到同一个 node 上。Pod 中的容器共享 NET，PID，IPC，UTS 等 Linux namespace。由于容器之间共享 NET namespace，所以它们使用同一个 IP 地址，可以通过 localhost 互相通信。不同 pod 之间可以通过IP地址访问。
- Job 描述 Kubernetes 上运行的作业，一次作业称为一个 job，通常每个 job 包括一个或者多个pods，job 启动后会创建这些 pod 并开始执行一个程序，等待这个程序执行成功并返回 0 则成功退出，如果执行失败，也可以配置不同的重试机制。
- Volume 存储卷，是 pod 内的容器都可以访问的共享目录，也是容器与 node 之间共享文件的方式，因为容器内的文件都是暂时存在的，当容器因为各种原因被销毁时，其内部的文件也会随之消失。通过 volume，就可以将这些文件持久化存储。Kubernetes 支持多种 volume，例如 hostPath(宿主机目录)，gcePersistentDisk，awsElasticBlockStore等。
- Namespaces 命名空间，在 kubernetes 中创建的所有资源对象(例如上文的 pod，job)等都属于一个命名空间，在同一个命名空间中，资源对象的名字是唯一的，不同空间的资源名可以重复，命名空间主要为了对象进行逻辑上的分组便于管理。本文只使用了默认命名空间。
- PersistentVolume : 和 PersistentVolumeClaim 结合，将外部的存储服务在 Kubernetes 中描述成为统一的资源形式，便于存储资源管理和 Pod 引用。
如果看不懂，也没有关系，接下来会更详细介绍。PS. 官方文档很有灵性，建议有英文阅读能力的同学去通读一遍，这里只是我的一些学习笔记，不如原版这么有逻辑性。
Kubernetes 集群让多台机器像一个单一组件一样运行，但是有一个前提条件，就是应用需要被打包到容器里。打包好之后 Kubernetes 会自动化地以一种高效的形式去调度容器们。一个 Kubernetes 集群有两种类型的资源：
- Master 负责调度集群，维护应用状态，扩展应用和滚动更新
-
Nodes
负责运行各个应用。每个节点有一个
Kubelet，是在每个节点上的客户端，负责与 master 交流。一个 Kubernetes 集群至少需要 3 个 node。- 如果想要体验一下，可以使用 Minikube，会在单机上创建虚拟机来搭建集群（本文的教程也是用这个来展示的）
创建集群
命令如下
# 查看版本
$> minikube version
minikube version: v0.15.0-katacoda
# 启动集群
$> minikube start
Starting local Kubernetes cluster...
# 查看版本
$> kubectl version
Client Version: version.Info{Major:"1", Minor:"5", GitVersion:"v1.5.2", GitCommit:"08e09955
4f3c31f6e6f07b448ab3ed78d0520507", GitTreeState:"clean", BuildDate:"2017-01-12T04:57:25Z",
GoVersion:"go1.7.4", Compiler:"gc", Platform:"linux/amd64"}
Server Version: version.Info{Major:"1", Minor:"5", GitVersion:"v1.5.2", GitCommit:"08e09955
4f3c31f6e6f07b448ab3ed78d0520507", GitTreeState:"clean", BuildDate:"1970-01-01T00:00:00Z",
GoVersion:"go1.7.1", Compiler:"gc", Platform:"linux/amd64"}
# 查看集群状态
$> kubectl cluster-info
Kubernetes master is running at http://host01:8080
heapster is running at http://host01:8080/api/v1/proxy/namespaces/kube-system/services/heap
ster
kubernetes-dashboard is running at http://host01:8080/api/v1/proxy/namespaces/kube-system/s
ervices/kubernetes-dashboard
monitoring-grafana is running at http://host01:8080/api/v1/proxy/namespaces/kube-system/ser
vices/monitoring-grafana
monitoring-influxdb is running at http://host01:8080/api/v1/proxy/namespaces/kube-system/se
rvices/monitoring-influxdb
# 获取可用的 node
$> kubectl get nodes
NAME STATUS AGE
host01 Ready 15m
部署应用
Kubernetes 集群启动之后，就可以在这之上部署应用了。部署应用的时候 master 会进行调度并选择合适的 node，启动之后仍旧会继续监控，一旦出问题，就会自动重新启用。
我们可以使用 Kubernetes 命令行工具 Kubectl
通过 Kubernetes API 来管理部署。创建部署的时候需要指定镜像和要运行的副本个数（当然也可以后面更新），然后们就实际来部署一波，命令如下：
# 部署应用
$> kubectl run kubernetes-bootcamp --image=docker.io/jocatalin/kubernetes-bootcamp:v1 --port=8080
mp:v1 --port=8080ubernetes-bootcamp --image=docker.io/jocatalin/kubernetes-bootca
deployment "kubernetes-bootcamp" created
# 列出部署
$> kubectl get deployments
NAME DESIRED CURRENT UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
kubernetes-bootcamp 1 1 1 1 1m
# 查看部署
# 先通过 proxy 连接到正在运行的容器
$> kubectl proxy
Starting to serve on 127.0.0.1:8001
# 然后打开一个新 tab，输出 Pod 名字
$> export POD_NAME=$(kubectl get pods -o go-template --template '{{range .items}}{{.metadata.name}}{{"\n"}}{{end}}')
$> echo Name of the Pod: $POD_NAME
Name of the Pod: kubernetes-bootcamp-390780338-n7q3n
# 获取这个 pod 的输出
$> curl http://localhost:8001/api/v1/proxy/namespaces/default/pods/$POD_NAME/
Hello Kubernetes bootcamp! | Running on: kubernetes-bootcamp-390780338-n7q3n | v=1
查看应用
每个应用会在一个 Pod 中运行，一个 Pod 里可以有一个或多个应用（相当于给这些应用创建了一个共有的 localhost 环境，每个 pod 里的网络等环境是共享的）。
每个 Pod 都会运行在一个 Node 上，每个 Node 都由 Master 来管理。其中，每个 Node 都必须要有：
-
Kubelet，负责与 Master 通讯，管理 node 上运行的 pods 和 containers - 一个容器的 runtime，比如 docker，用来从 registry 拉取镜像，解压与运行应用
常用的 kubectl
命令有
-
kubectl get列出所有的资源 -
kubectl describe显示资源的详细信息 -
kubectl logs输出一个 pod 中一个 container 的日志 -
kubectl exec在一个 pod 中的一个 container 中执行命令
例子如下：
# 获取 pod 信息
$> kubectl get pods
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
kubernetes-bootcamp-390780338-6b9n3 1/1 Running 0 41m
# 查看 pods 详细信息
# 包括 镜像、IP 等各类信息，describe 不仅可以用于 pods，node 和 deployment 都可以
$> kubectl describe pods
Name: kubernetes-bootcamp-390780338-6b9n3
Namespace: default
Node: host01/172.17.0.41
Start Time: Mon, 05 Jun 2017 03:05:07 +0000
Labels: pod-template-hash=390780338
run=kubernetes-bootcamp
Status: Running
IP: 172.18.0.2
Controllers: ReplicaSet/kubernetes-bootcamp-390780338
Containers:
kubernetes-bootcamp:
Container ID: docker://9308ecb7bb592255b5fb517ec7caa13703f7b5bb41a24145ba1eeb670693a60d
Image: docker.io/jocatalin/kubernetes-bootcamp:v1
Image ID: docker-pullable://jocatalin/kubernetes-bootcamp@sha256:0d6b8ee63bb5
7c5f5b6156f446b3bc3b3c143d233037f3a2f00e279c8fcc64af
Port: 8080/TCP
State: Running
Started: Mon, 05 Jun 2017 03:05:08 +0000
Ready: True
Restart Count: 0
Volume Mounts:
/var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from default-token-74qlr (ro)
Environment Variables: <none>
Conditions:
Type Status
Initialized True
Ready True
PodScheduled True
Volumes:
default-token-74qlr:
Type: Secret (a volume populated by a Secret)
SecretName: default-token-74qlr
QoS Class: BestEffort
Tolerations: <none>
Events:
FirstSeen LastSeen Count From SubObjectPath Type Reason Message
--------- -------- ----- ---- ------------- -------- ------ -------
41m 41m 1 {default-scheduler } Normal Scheduled Successfully assigned kubernetes-bootcamp-390780338-6b9n3 to host01
41m 41m 1 {kubelet host01} spec.containers{kubernetes-bootcamp} Normal Pulled Container image "docker.io/jocatalin/kubernetes-bootcamp:v1" already present on machine
41m 41m 1 {kubelet host01} spec.containers{kubernetes-bootcamp} Normal Created Created container with docker id 9308ecb7bb59; Security:[seccomp=unconfined]
41m 41m 1 {kubelet host01} spec.containers{kubernetes-bootcamp} Normal Started Started container with docker id 9308ecb7bb
59
# 获取 pod 信息
$> export POD_NAME=$(kubectl get pods -o go-template --template '{{range .items}}{{.metadata.name}}{{"\n"}}{{end}}')
$> echo Name of the Pod: $POD_NAME
Name of the Pod: kubernetes-bootcamp-390780338-6b9n3
# 查看 pod 日志
$> kubectl logs $POD_NAME
Kubernetes Bootcamp App Started At: 2017-06-05T03:05:08.494Z | Running On: kubernetes-bootcamp-390780338-6b9n3
使用服务暴露应用
Pods 是有生命周期的，也有独立的 IP 地址，随着 Pods 的创建与销毁，一个必不可少的工作就是保证各个应用能够感知这种变化。这就要提到 Service 了，Service 是 YAML 或 JSON 定义的由 Pods 通过某种策略的逻辑组合。更重要的是，Pods 的独立 IP 需要通过 Service 暴露到网络中，有以下几种方式：
-
ClusterIP(默认)：只在集群内部可见的地址 -
NodePort：可在集群外访问，需要指定端口 -
LoadBalancer：创建一个负载均衡器，IP 是固定的 -
ExternalName：使用任意的名字暴露服务
依然是通过实例来感受一下
# 查看 pods 信息 $> kubectl get pods NAME READY STATUS RESTARTS AGE kubernetes-bootcamp-390780338-76skz 1/1 Running 0 6s # 查看服务信息 $> kubectl get services NAME CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE kubernetes 10.0.0.1 <none> 443/TCP 47s # 暴露服务 $> kubectl expose deployment/kubernetes-bootcamp --type="NodePort" --port 8080 service "kubernetes-bootcamp" exposed
扩展应用
当业务流量暴涨，就需要根据需要扩展应用（多几个 pods），具体的原理比较简单，我们直接来看例子：
TODO
更新应用
滚动更新可以保证 0 停机时间，其实逻辑和前面的扩展差不多，可以认为是用新版本的扩展，也直接来看例子：
TODO
Hello Minikube
一个简单的教程，学习如何把本机的代码转换成 Kubernetes 可以使用的镜像
部署
hosted solution
turnkey cloud solutions
CentOS Version
以上就是本文的全部内容，希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助，也希望大家多多支持 码农网
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