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k8s 声明式资源管理

作者：小丑西瓜9 | 2024-05-27 00:59:30

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k8s 声明式资源管理

一、资源配置清单的管理

1.1 查看资源配置清单

声明式管理方法：
1.适合于对资源的修改操作
2.声明式资源管理方法依赖于资源配置清单文件对资源进行管理
资源配置清单文件有两种格式：yaml（人性化，易读），json（易于api接口解析）
3.对资源的管理，是通过事先定义在统一资源配置清单内，再通过陈述式命令应用到k8s集群里
4.语法格式：kubectl create/apply/delete -f xxxx.yaml

//查看资源配置清单
kubectl get deployment nginx -o yaml

//解释资源配置清单
kubectl explain deployment.metadata

1.2 修改资源配置清单并应用

离线修改

离线修改的过程：

（1）首先将配置资源导入通过重定向符号导入到yaml文件中

（2）通过vim编辑器进行yaml配置文件，删除多余的选项，修改配置项，进行保存

（3）通过apply -f 该yaml 文件或者是（先 deleter -f 该yaml文件，再create -f 该yaml 文件）

用来实现声明式离线修改资源清单的配置

create 与 apply的区别：

create和apply都能运用于资源模板的创建，但是create创建资源模板属于固定式的资源配置，一旦创建，后期想要修改时，就只能通过先delete删除资源模板，再进行create创建，达到资源更新的效果。

而apply属于一种实时更新使用的创建模板方式，后期对资源模板的配置文件进行修改时，只需要先修改配置文件，再使用apply -f 指定配置文件即可。

但是apply并不是什么情况下都能生效使用。如果你发现配置并不生效，而且与书写格式无关，则可以先delete -f 该配置文件，再create -f 该配置文件

修改yaml文件，并用kubectl apply -f xxxx.yaml 文件使之生效
注意:当apply不生效时，先使用delete清除资源，再apply创建资源

kubectl get service nginx -o yaml > nginx-svc.yaml
vim nginx-svc.yaml #修改port:8080
kubectl delete -f nginx-svc.yaml #删除yaml文件
kubectl apply -f nginx-svc.yaml #应用yaml文件
kubectl get SVC

注意当直接使用apply更新时警告报错
如果不是因为配置项书写问题，可以先采用delete -f xxx.yaml
再使用 apply -f xxx.yaml

在线修改

直接使用 kubectl edit service nginx 在线编辑资源配置清单并保存退出即时生效（如port: 888）

此修改方式不会对yaml文件内容修改

kubectl edit service nginx

端口发生变化，且yaml文件也不会发生改变
因为这属于在线编辑，直接在原配置中进行调整
我们导出的yaml 文件则像是一个模板通过命令来替换原有的配置

删除资源配置清单

陈述式删除：
kubectl delete service nginx

声明式删除：
kubectl delete -f nginx-svc.yaml

二、yaml 文件详解

Kubernetes 支持 YAML 和 JSON 格式管理资源对象
JSON 格式：主要用于 api 接口之间消息的传递
YAML 格式：用于配置和管理，YAML 是一种简洁的非标记性语言，内容格式人性化，较易读

YAML 语法格式：

●大小写敏感
●使用缩进表示层级关系
●不支持Tab键制表符缩进，只使用空格缩进
●缩进的空格数目不重要，只要相同层级的元素左侧对齐即可，通常开头缩进两个空格
●符号字符后缩进一个空格，如冒号，逗号，短横杆（-）等
●“---”表示YAML格式，一个文件的开始，用于分隔文件间
●“#”表示注释

查看 api 资源版本标签


kubectl api-versions
 
admissionregistration.k8s.io/v1beta1
apiextensions.k8s.io/v1beta1
apiregistration.k8s.io/v1
apiregistration.k8s.io/v1beta1
apps/v1								#如果是业务场景一般首选使用 apps/v1
apps/v1beta1						#带有beta字样的代表的是测试版本，不用在生产环境中
apps/v1beta2
authentication.k8s.io/v1
authentication.k8s.io/v1beta1
.............

三、自主编写资源清单

3.1 初步认识资源清单中Deployment的重要配置项


写一个yaml文件demo
mkdir /opt/demo
cd demo/
 
vim nginx-web01.yaml
 
apiVersion: apps/v1		#指定api版本标签
kind: Deployment		#定义资源的类型/角色，deployment为副本控制器，此处资源类型可以是Deployment、Job、Ingress、Service等
metadata:					#定义资源的元数据信息，比如资源的名称、namespace、标签等信息
  name: nginx-web01	    #定义资源的名称，在同一个namespace空间中必须是唯一的
  labels:				#定义Deployment资源标签
    app: nginx-web01	
spec:					#定义deployment资源需要的参数属性，诸如是否在容器失败时重新启动容器的属性
  replicas: 3			#定义副本数量
  selector:				#定义标签选择器
    matchLabels:		#定义匹配标签
      app: nginx-web01		#需与 .spec.template.metadata.labels 定义的标签保持一致
  template:				#定义业务模板，如果有多个副本，所有副本的属性会按照模板的相关配置进行匹配
    metadata:
      labels:           #定义Pod副本将使用的标签，需与 .spec.selector.matchLabels 定义的标签保持一致
        app: nginx-web01
    spec:
      containers:				#定义容器属性
      - name: nginx				#定义一个容器名，一个 - name: 定义一个容器
        image: nginx:1.18		#定义容器使用的镜像以及版本
        ports:
        - containerPort: 80		#定义容器的对外的端口

创建资源对象

kubectl apply -f nginx-web01.yaml

查看创建的pod资源

kubectl get pod -o wide

3.2 创建service服务对外提供访问并测试


vim nginx-svc.yaml
 
apiVersion: v1  		#Kubernetes API 的版本号
kind: Service  		    #定义了资源的对象类型
metadata:		        #定义资源的元数据信息，比如资源的名称、namespace、标签等信息
  name: nginx-service    	#定义服务的名称
  labels:			#定义标签
    app: nginx-web01
spec:		            #该字段详细描述了 Service 的期望状态和配置
  type: NodePort          #定义了 Service 的类型为NodePort，对外暴露端口
  ports:		            #定义了服务的端口映射关系
  - port: 80	        #服务在集群内部暴露的端口
    targetPort: 80  	#目标 Pod 上实际监听的端口
  selector:			    #通过标签选择器来确定哪些 Pods 应该接收由这个 Service 转发的流量
    app: nginx-web01

创建资源对象

kubectl apply -f nginx-svc.yaml

查看创建的service

kubectl get svc -o wide

在浏览器输入 nodeIP:nodePort 即可访问

http://192.168.80.7:31482


详解k8s中的port：
●port
port 是 k8s 集群内部访问service的端口，即通过 clusterIP: port 可以从 Pod 所在的 Node 上访问到 service
 
●nodePort
nodePort 是外部访问 k8s 集群中 service 的端口，通过 nodeIP: nodePort 可以从外部访问到某个 service。
 
●targetPort
targetPort 是 Pod 的端口，从 port 或 nodePort 来的流量经过 kube-proxy 反向代理负载均衡转发到后端 Pod 的 targetPort 上，最后进入容器。
 
●containerPort
containerPort 是 Pod 内部容器的端口，targetPort 映射到 containerPort。

四、手动生成模板，再编写资源清单

4.1 生成模板

用--dry-run命令生成yaml资源清单

kubectl run --dry-run 打印相应的 API 对象试运行而不执行创建
#空跑测试
kubectl run nginx-web02 --image=nginx:1.18 --port=80 --dry-run=client

#空跑测试的输出结果
kubectl run nginx-web02 --image=nginx:1.18 --port=80 --dry-run=client -o yaml
#生成模板
kubectl run nginx-web02 --image=nginx:1.18 --port=80 --dry-run=client -o yaml > nginx-web02.yaml

该yaml文件就是我们要使用的资源模板

查看生成json格式

kubectl run nginx-test --image=nginx --port=80 --dry-run=client -o json
kubectl create deployment nginx-deploy --image=nginx --port=80 --replicas=3 --dry-run=client -o json

4.2 生成并修改模板

使用yaml格式导出生成模板，并进行修改以及删除一些不必要的参数

kubectl create deployment nginx-deploy --image=nginx:1.18 --port=80 --replicas=3 --dry-run=client -o yaml > nginx-deploy.yaml

vim nginx-deploy.yaml

kubectl apply -f nginx-deploy.yaml

kubectl get all --show-labels -l app=nginx-cesh

除了使用使用yaml格式导出生成模板外，我们还可以将现有的资源生成模板导出

kubectl get service nginx-service -o yaml

保存到文件中

kubectl get service nginx-service -o yaml > nginx-svc.yaml

查看字段帮助信息，可一层层的查看相关资源对象的帮助信息

kubectl explain deployments.spec.template.spec.containers
或
kubectl explain pods.spec.containers


//写yaml太累怎么办？
●用 --dry-run 命令生成
kubectl run my-deploy --image=nginx --dry-run=client -o yaml > my-deploy.yaml
 
●用get命令导出
kubectl get svc nginx-service -o yaml > my-svc.yaml
或
kubectl edit svc nginx-service  #复制配置，再粘贴到新文件
 
//yaml文件的学习方法：
（1）多看别人（官方）写的，能读懂
（2）能照着现场的文件改着用
（3）遇到不懂的，善用kubectl explain ... 命令查

五、各种yaml文件详解

5.1 pod yaml文件详解


//Pod yaml文件详解
 
apiVersion: v1			#必选，版本号，例如v1
kind: Pod				#必选，Pod
metadata:				#必选，元数据
  name: string			  #必选，Pod名称
  namespace: string		  #必选，Pod所属的命名空间
  labels:				  #自定义标签
    - name: string		    #自定义标签名字
  annotations:			    #自定义注释列表
    - name: string
spec:					#必选，Pod中容器的详细定义
  containers:			  #必选，Pod中容器列表
  - name: string		    #必选，容器名称
    image: string		    #必选，容器的镜像名称
    imagePullPolicy: [Always | Never | IfNotPresent]	#获取镜像的策略：Alawys表示总是下载镜像，IfnotPresent表示优先使用本地镜像，否则下载镜像，Nerver表示仅使用本地镜像
    command: [string]		#容器的启动命令列表，如不指定，使用打包时使用的启动命令
    args: [string]			#容器的启动命令参数列表
    workingDir: string		#容器的工作目录
    volumeMounts:			#挂载到容器内部的存储卷配置
    - name: string			  #引用pod定义的共享存储卷的名称，需用volumes[]部分定义的的卷名
      mountPath: string		  #存储卷在容器内mount的绝对路径，应少于512字符
      readOnly: boolean		  #是否为只读模式
    ports:					#需要暴露的端口库号列表
    - name: string			  #端口号名称
      containerPort: int	  #容器需要监听的端口号
      hostPort: int			  #容器所在主机需要监听的端口号，默认与Container相同
      protocol: string		  #端口协议，支持TCP和UDP，默认TCP
    env:					#容器运行前需设置的环境变量列表
    - name: string			  #环境变量名称
      value: string			  #环境变量的值
    resources:				#资源限制和请求的设置
      limits:				  #资源限制的设置
        cpu: string			    #Cpu的限制，单位为core数，将用于docker run --cpu-shares参数
        memory: string			#内存限制，单位可以为Mib/Gib，将用于docker run --memory参数
      requests:				  #资源请求的设置
        cpu: string			    #Cpu请求，容器启动的初始可用数量
        memory: string		    #内存清楚，容器启动的初始可用数量
    livenessProbe:     		#对Pod内个容器健康检查的设置，当探测无响应几次后将自动重启该容器，检查方法有exec、httpGet和tcpSocket，对一个容器只需设置其中一种方法即可
      exec:					#对Pod容器内检查方式设置为exec方式
        command: [string]	  #exec方式需要制定的命令或脚本
      httpGet:				#对Pod内个容器健康检查方法设置为HttpGet，需要制定Path、port
        path: string
        port: number
        host: string
        scheme: string
        HttpHeaders:
        - name: string
          value: string
      tcpSocket:			#对Pod内个容器健康检查方式设置为tcpSocket方式
         port: number
       initialDelaySeconds: 0	#容器启动完成后首次探测的时间，单位为秒
       timeoutSeconds: 0		#对容器健康检查探测等待响应的超时时间，单位秒，默认1秒
       periodSeconds: 0			#对容器监控检查的定期探测时间设置，单位秒，默认10秒一次
       successThreshold: 0
       failureThreshold: 0
       securityContext:
         privileged:false
    restartPolicy: [Always | Never | OnFailure]		#Pod的重启策略，Always表示一旦不管以何种方式终止运行，kubelet都将重启，OnFailure表示只有Pod以非0退出码退出才重启，Nerver表示不再重启该Pod
    nodeSelector: obeject		#设置NodeSelector表示将该Pod调度到包含这个label的node上，以key：value的格式指定
    imagePullSecrets:			#Pull镜像时使用的secret名称，以key：secretkey格式指定
    - name: string
    hostNetwork:false			#是否使用主机网络模式，默认为false，如果设置为true，表示使用宿主机网络
    volumes:					#在该pod上定义共享存储卷列表
    - name: string				  #共享存储卷名称 （volumes类型有很多种）
      emptyDir: {}				  #类型为emtyDir的存储卷，与Pod同生命周期的一个临时目录。为空值
      hostPath: string			  #类型为hostPath的存储卷，表示挂载Pod所在宿主机的目录
        path: string			    #Pod所在宿主机的目录，将被用于同期中mount的目录
      secret:					#类型为secret的存储卷，挂载集群与定义的secre对象到容器内部
        scretname: string  
        items:     
        - key: string
          path: string
      configMap:				#类型为configMap的存储卷，挂载预定义的configMap对象到容器内部
        name: string
        items:
        - key: string

5.2 Service yaml文件详解


Service yaml文件详解
 
apiVersion: v1
kind: Service
matadata:                                #元数据
  name: string                           #service的名称
  namespace: string                      #命名空间  
  labels:                                #自定义标签属性列表
    - name: string
  annotations:                           #自定义注解属性列表  
    - name: string
spec:                                    #详细描述
  selector: []                           #label selector配置，将选择具有label标签的Pod作为管理 范围
  type: string                           #service的类型，指定service的访问方式，默认为 clusterIp
  clusterIP: string                      #虚拟服务地址      
  sessionAffinity: string                #是否支持session
  ports:                                 #service需要暴露的端口列表
  - name: string                         #端口名称
    protocol: string                     #端口协议，支持TCP和UDP，默认TCP
    port: int                            #服务监听的端口号
    targetPort: int                      #需要转发到后端Pod的端口号
    nodePort: int                        #当type = NodePort时，指定映射到物理机的端口号
  status:                                #当spce.type=LoadBalancer时，设置外部负载均衡器的地址
    loadBalancer:                        #外部负载均衡器    
      ingress:                           #外部负载均衡器 
        ip: string                       #外部负载均衡器的Ip地址值
        hostname: string                 #外部负载均衡器的主机名

5.3 deployment.yaml文件详解


deployment.yaml文件详解
 
apiVersion: extensions/v1beta1   #接口版本
kind: Deployment                 #接口类型
metadata:
  name: cango-demo               #Deployment名称
  namespace: cango-prd           #命名空间
  labels:
    app: cango-demo              #标签
spec:
  replicas: 3
  strategy:
    rollingUpdate:  ##由于replicas为3,则整个升级,pod个数在2-4个之间
      maxSurge: 1      #滚动升级时会先启动1个pod
      maxUnavailable: 1 #滚动升级时允许的最大Unavailable的pod个数
  template:         
    metadata:
      labels:
        app: cango-demo  #模板名称必填
    sepc: #定义容器模板，该模板可以包含多个容器
      containers:                                                                   
        - name: cango-demo                                                           #镜像名称
          image: swr.cn-east-2.myhuaweicloud.com/cango-prd/cango-demo:0.0.1-SNAPSHOT #镜像地址
          command: [ "/bin/sh","-c","cat /etc/config/path/to/special-key" ]    #启动命令
          args:                                                                #启动参数
            - '-storage.local.retention=$(STORAGE_RETENTION)'
            - '-storage.local.memory-chunks=$(STORAGE_MEMORY_CHUNKS)'
            - '-config.file=/etc/prometheus/prometheus.yml'
            - '-alertmanager.url=http://alertmanager:9093/alertmanager'
            - '-web.external-url=$(EXTERNAL_URL)'
    #如果command和args均没有写，那么用Docker默认的配置。
    #如果command写了，但args没有写，那么Docker默认的配置会被忽略而且仅仅执行.yaml文件的command（不带任何参数的）。
    #如果command没写，但args写了，那么Docker默认配置的ENTRYPOINT的命令行会被执行，但是调用的参数是.yaml中的args。
    #如果如果command和args都写了，那么Docker默认的配置被忽略，使用.yaml的配置。
          imagePullPolicy: IfNotPresent  #如果不存在则拉取
          livenessProbe:       #表示container是否处于live状态。如果LivenessProbe失败，
                                LivenessProbe将会通知kubelet对应的container不健康了。随后kubelet将kill掉container，并根据
                                RestarPolicy进行进一步的操作。默认情况下LivenessProbe在第一次检测之前初始化值为Success，如果
                                container没有提供LivenessProbe，则也认为是Success；
            httpGet:
              path: /health #如果没有心跳检测接口就为/
              port: 8080
              scheme: HTTP
            initialDelaySeconds: 60 ##启动后延时多久开始运行检测
            timeoutSeconds: 5
            successThreshold: 1
            failureThreshold: 5
          readinessProbe:
            httpGet:
              path: /health #如果没有心跳检测接口就为/
              port: 8080
              scheme: HTTP
            initialDelaySeconds: 30 ##启动后延时多久开始运行检测
            timeoutSeconds: 5
            successThreshold: 1
            failureThreshold: 5
          resources:              ##CPU内存限制
            requests:
              cpu: 2
              memory: 2048Mi
            limits:
              cpu: 2
              memory: 2048Mi
          env:                    ##通过环境变量的方式，直接传递pod=自定义Linux OS环境变量
            - name: LOCAL_KEY     #本地Key
              value: value
            - name: CONFIG_MAP_KEY  #局策略可使用configMap的配置Key，
              valueFrom:
                configMapKeyRef:
                  name: special-config   #configmap中找到name为special-config
                  key: special.type      #找到name为special-config里data下的key
          ports:
            - name: http
              containerPort: 8080 #对service暴露端口
          volumeMounts:     #挂载volumes中定义的磁盘
          - name: log-cache
            mount: /tmp/log
          - name: sdb       #普通用法，该卷跟随容器销毁，挂载一个目录
            mountPath: /data/media    
          - name: nfs-client-root    #直接挂载硬盘方法，如挂载下面的nfs目录到/mnt/nfs
            mountPath: /mnt/nfs
          - name: example-volume-config  #高级用法第1种，将ConfigMap的log-script,backup-script分别挂载到/etc/config目录下的一个相对路径path/to/...下，如果存在同名文件，直接覆盖。
            mountPath: /etc/config       
          - name: rbd-pvc                #高级用法第2中，挂载PVC(PresistentVolumeClaim)
 
#使用volume将ConfigMap作为文件或目录直接挂载，其中每一个key-value键值对都会生成一个文件，key为文件名，value为内容，
  volumes:  # 定义磁盘给上面volumeMounts挂载
  - name: log-cache
    emptyDir: {}
  - name: sdb  #挂载宿主机上面的目录
    hostPath:
      path: /any/path/it/will/be/replaced
  - name: example-volume-config  # 供ConfigMap文件内容到指定路径使用
    configMap:
      name: example-volume-config  #ConfigMap中名称
      items:
      - key: log-script           #ConfigMap中的Key
        path: path/to/log-script  #指定目录下的一个相对路径path/to/log-script
      - key: backup-script        #ConfigMap中的Key
        path: path/to/backup-script  #指定目录下的一个相对路径path/to/backup-script
  - name: nfs-client-root         #供挂载NFS存储类型
    nfs:
      server: 10.42.0.55          #NFS服务器地址
      path: /opt/public           #showmount -e 看一下路径
  - name: rbd-pvc                 #挂载PVC磁盘
    persistentVolumeClaim:
      claimName: rbd-pvc1         #挂载已经申请的pvc磁盘

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