Kubernetes 手册（Kubernetes 指南）

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Kubernetes101

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Kubernetes 101 体验 Kubernetes 最简单的方法是跑一个 nginx 容器，然后使用 kubectl 操作该容器。Kubernetes 提供了一个类似于 的命令 ，可以方便的创建一个容器（实际上创建的是一个由 deployment 来管理的 Pod）： 等到容器变成 Running 后，就可以用 命令来操作它了，比如 - 类似于 ，查询资源列表 - 类似于 ，获取资源的详细信息 - 类似于 ，获取容器的日志 - 类似于 ，在容器内执行一个命令 使用 yaml 定义 Pod 上面是通过 来启动了第一个 Pod，但是 并不支持所有的功能。在 Kubernetes 中，更经常使用 yaml 文件来定义资源，并通过 来创建资源。

Kubernetes 101

体验 Kubernetes 最简单的方法是跑一个 nginx 容器，然后使用 kubectl 操作该容器。Kubernetes 提供了一个类似于 docker run 的命令 kubectl run，可以方便的创建一个容器（实际上创建的是一个由 deployment 来管理的 Pod）：

$ kubectl run --image=nginx:alpine nginx-app --port=80
deployment "nginx-app" created
$ kubectl get pods
NAME                         READY     STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-app-4028413181-cnt1i   1/1       Running   0          52s
​

等到容器变成 Running 后，就可以用 kubectl 命令来操作它了，比如

  • kubectl get - 类似于 docker ps，查询资源列表
  • kubectl describe - 类似于 docker inspect，获取资源的详细信息
  • kubectl logs - 类似于 docker logs，获取容器的日志
  • kubectl exec - 类似于 docker exec，在容器内执行一个命令
$ kubectl get pods
NAME                         READY     STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-app-4028413181-cnt1i   1/1       Running   0          6m

$ kubectl exec nginx-app-4028413181-cnt1i -- ps aux
USER       PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
root         1  0.0  0.5  31736  5108 ?        Ss   00:19   0:00 nginx: master process nginx -g daemon off;
nginx        5  0.0  0.2  32124  2844 ?        S    00:19   0:00 nginx: worker process
root        18  0.0  0.2  17500  2112 ?        Rs   00:25   0:00 ps aux

$ kubectl describe pod nginx-app-4028413181-cnt1i
Name:          nginx-app-4028413181-cnt1i
Namespace:         default
Node:          boot2docker/192.168.64.12
Start Time:        Tue, 06 Sep 2016 08:18:41 +0800
Labels:        pod-template-hash=4028413181
               run=nginx-app
Status:        Running
IP:            172.17.0.3
Controllers:       ReplicaSet/nginx-app-4028413181
Containers:
  nginx-app:
    Container ID:              docker://4ef989b57d0a7638ad9c5bbc22e16d5ea5b459281c77074fc982eba50973107f
    Image:                 nginx
    Image ID:              docker://sha256:4efb2fcdb1ab05fb03c9435234343c1cc65289eeb016be86193e88d3a5d84f6b
    Port:                  80/TCP
    State:                 Running
      Started:             Tue, 06 Sep 2016 08:19:30 +0800
    Ready:                 True
    Restart Count:             0
    Environment Variables:         <none>
Conditions:
  Type         Status
  Initialized      True
  Ready            True
  PodScheduled     True
Volumes:
  default-token-9o8ks:
    Type:          Secret (a volume populated by a Secret)
    SecretName:    default-token-9o8ks
QoS Tier:          BestEffort
Events:
  FirstSeen        LastSeen           Count      From               SubobjectPath              Type           Reason         Message
  ---------        --------           -----      ----               -------------              --------           ------         -------
  8m           8m             1          {default-scheduler}                       Normal         Scheduled          Successfully assigned nginx-app-4028413181-cnt1i to boot2docker
  8m           8m             1          {kubelet boot2docker}      spec.containers{nginx-app}         Normal         Pulling        pulling image "nginx"
  7m           7m             1          {kubelet boot2docker}      spec.containers{nginx-app}         Normal         Pulled         Successfully pulled image "nginx"
  7m           7m             1          {kubelet boot2docker}      spec.containers{nginx-app}         Normal         Created        Created container with docker id 4ef989b57d0a
  7m           7m             1          {kubelet boot2docker}      spec.containers{nginx-app}         Normal         Started        Started container with docker id 4ef989b57d0a

$ curl http://172.17.0.3
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
    body {
        width: 35em;
        margin: 0 auto;
        font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif;
    }
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p>
<p>For online documentation and support please refer to
<a href="http://nginx.org/">nginx.org</a>.<br/>
Commercial support is available at
<a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p>
<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>

$ kubectl logs nginx-app-4028413181-cnt1i
127.0.0.1 - - [06/Sep/2016:00:27:13 +0000] "GET / HTTP/1.0" 200 612 "-" "-" "-"
​

使用 yaml 定义 Pod

上面是通过 kubectl run 来启动了第一个 Pod，但是 kubectl run 并不支持所有的功能。在 Kubernetes 中，更经常使用 yaml 文件来定义资源，并通过 kubectl create -f file.yaml 来创建资源。比如，一个简单的 nginx Pod 可以定义为：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
  labels:
    app: nginx
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx
    ports:
    - containerPort: 80
​

前面提到，kubectl run 并不是直接创建一个 Pod，而是先创建一个 Deployment 资源（replicas=1），再由与 Deployment 关联的 ReplicaSet 来自动创建 Pod，这等价于这样一个配置：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    run: nginx-app
  name: nginx-app
  namespace: default
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      run: nginx-app
  strategy:
    rollingUpdate:
      maxSurge: 1
      maxUnavailable: 1
    type: RollingUpdate
  template:
    metadata:
      labels:
        run: nginx-app
    spec:
      containers:
      - image: nginx
        name: nginx-app
        ports:
        - containerPort: 80
          protocol: TCP
      dnsPolicy: ClusterFirst
      restartPolicy: Always
​

使用 Volume

Pod 的生命周期通常比较短，只要出现了异常，就会创建一个新的 Pod 来代替它。那容器产生的数据呢？容器内的数据会随着 Pod 消亡而自动消失。Volume 就是为了持久化容器数据而生，比如可以为 redis 容器指定一个 hostPath 来存储 redis 数据：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: redis
spec:
  containers:
  - name: redis
    image: redis
    volumeMounts:
    - name: redis-persistent-storage
      mountPath: /data/redis
  volumes:
  - name: redis-persistent-storage
    hostPath:
      path: /data/
​

Kubernetes volume 支持非常多的插件，可以根据实际需要来选择：

  • emptyDir
  • hostPath
  • gcePersistentDisk
  • awsElasticBlockStore
  • nfs
  • iscsi
  • flocker
  • glusterfs
  • rbd
  • cephfs
  • gitRepo
  • secret
  • persistentVolumeClaim
  • downwardAPI
  • azureFileVolume
  • vsphereVolume

使用 Service

前面虽然创建了 Pod，但是在 kubernetes 中，Pod 的 IP 地址会随着 Pod 的重启而变化，并不建议直接拿 Pod 的 IP 来交互。那如何来访问这些 Pod 提供的服务呢？使用 Service。Service 为一组 Pod（通过 labels 来选择）提供一个统一的入口，并为它们提供负载均衡和自动服务发现。比如，可以为前面的 nginx-app 创建一个 service：

$ kubectl expose deployment nginx-app --port=80 --target-port=80 --type=NodePort
service "nginx-app" exposed
$ kubectl describe service nginx-app
Name:              nginx-app
Namespace:             default
Labels:            run=nginx-app
Selector:              run=nginx-app
Type:              ClusterIP
IP:                10.0.0.66
Port:              <unset>    80/TCP
NodePort:              <unset>    30772/TCP
Endpoints:             172.17.0.3:80
Session Affinity:          None
No events.
​

这样，在 cluster 内部就可以通过 http://10.0.0.66 和 http://node-ip:30772 来访问 nginx-app。而在 cluster 外面，则只能通过 http://node-ip:30772 来访问。

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