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Kubernetes | 资源清单

PySuper
2021-05-13 / 0 评论 / 0 点赞 / 17 阅读 / 21112 字
温馨提示:
所有牛逼的人都有一段苦逼的岁月。 但是你只要像SB一样去坚持,终将牛逼!!! ✊✊✊

资源分类

名称空间级别

仅在此名称空间下生效

  • 工作负载型资源(workload)
    • Pod:K8S中最小组成部分,共享网络栈、存储卷
    • ReplicaSet:控制器,通过标签控制Pod的副本数目
    • Deployment:控制器,通过控制RS的创建去创建Pod
    • StatefulSet:对有状态服务建立的管理器
    • DaemonSet:可以再每一个节点都运行一个Pod的组件
    • Job:工作
    • CronJob:轮询工作
    • ReplicationController(在 v1.11 版本被废弃 )
  • 服务发现及负载均衡型资源(ServiceDiscovery LoadBalance)
    • Service:SVC
    • Ingress
  • 配置与存储型资源
    • Volume(存储卷):给Pod提供一个可持久化的能力
    • CSI(容器存储接口):可以扩展各种各样的第三方存储卷
  • 特殊类型的存储卷
    • ConfigMap(当配置中心来使用的资源类型):通过修改配置文件达到热更新
    • Secret(保存敏感数据):保存密码文件、秘钥
    • DownwardAPI(把外部环境中的信息输出给容器):通过下载文件接口,调用里面的数据

集群级资源

在整个集群中都可见,可以被调用

  • Namespace:名称空间
  • Node:节点
  • Role
  • ClusterRole
  • RoleBinding
  • ClusterRoleBinding

元数据型资源

根据指标进行对应的操作

  • HPA
  • PodTemplate
  • LimitRange:资源限制

资源清单

在 k8s 中,一般使用 yaml 格式的文件来创建符合我们预期期望的 pod ,这样的 yaml 文件我们称为资源清单

yaml文件使用

简单说明

是一个可读性高,用来表达数据序列的格式。

YAML 的意思其实是:仍是一种标记语言,但为了强调这种语言以数据做为中心而不是以标记语言为重点

基本语法

  • 缩进时不允许使用Tab键,只允许使用空格
  • 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
  • # 标识注释,从这个字符一直到行尾,都会被解释器忽略

数据结构

  • 对象:键值对的集合,又称为映射(mapping)/ 哈希(hashes) / 字典(dictionary)
  • 数组:一组按次序排列的值,又称为序列(sequence) / 列表(list)
  • 纯量(scalars):单个的、不可再分的值
对象类型
# 对象的一组键值对,使用冒号结构表示
name: Steve
age: 18

# Yaml 也允许另一种写法,将所有键值对写成一个行内对象
hash: { name: Steve, age: 18 }
数组类型
# 一组连词线开头的行,构成一个数组
animal
- Cat
- Dog

# 数组也可以采用行内表示法
animal: [Cat, Dog]
复合结构
# 对象和数组可以结合使用,形成复合结构
languages:
  - Ruby
  - Perl
  - Python
websites:
YAML: yaml.org
Ruby: ruby-lang.org
Python: python.org
Perl: use.perl.org
纯量

纯量是最基本的、不可再分的值

以下数据类型都属于纯量

字符串、布尔值、整数、浮点数、Null
时间日期

# 数值直接以字面量的形式表示
number: 12.30

# 布尔值用true和false表示
isSet: true

# null用 ~ 表示
parent: ~

# 时间采用 ISO8601 格式
iso8601: 2001-12-14t21:59:43.10-05:00

# 日期采用复合 iso8601 格式的年、月、日表示
date: 1976-07-31

# YAML 允许使用两个感叹号,强制转换数据类型
e: !!str 123
f: !!str true
字符串
# 字符串默认不使用引号
str: 这是一行字符串

# 表示如果字符串之中包含空格或特殊字符,需要放在引号之中
str: '内容:字符串'

# 单引号和双引号都可以使用,双引号不会对特殊字符转义
s1: '内容\n字符串'
s2: "内容\n字符串"

# 单引号之中如果还有单引号,必须连续使用两个单引号转义
str: 'labor''s day'

# 字符串可以写成多行,从第二行开始,必须有一个单空格缩进。换行符会被转为空格
str: 这是一段
  多行
  字符串

# 多行字符串可以使用|保留换行符,也可以使用>折叠换行
this: |
Foo
Bar
that: >
Foo
Bar

# + 表示保留文字块末尾的换行,- 表示删除字符串末尾的换行
s1: | 
  Foo
 
s2: |+
  Foo
 
s3: |-
  Foo

字段解释

必须存在的属性

参数名 字段类型 说明
version String K8S API的版本,目前基本上是v1,查询:kubectl api-versions
kind String yaml文件定义的资源类型和角色,如:Pod
metadata Object 元数据对象,固定值就写metadata
medata.name String 元数据对象的名字,自己编写,如Pod的名字
metadata.namespace String 元数据对象的命名空间,自己编写
Spec Object 详细定义对象,固定值:Spec
spec.containers[] list Spec对象的容器列表定义
spec.containers.name String 定义容器的名字
spec.containers.image String 定义要用到的镜像名称

主要对象

参数名 字段类型 说明
spec.containers[].name String 定义容器的名字
spec.containers[].image String 定义使用的镜像名称
spec.containers.imagesPullPolicy String 镜像的拉去策略
spec.containers[].command[] list 指定容器启动的命令
spec.containers[].args[] list 指定容器启动命令参数
spec.containers[].workingDir String 指定容器的工作目录
spec.containers[].volumeMounts[] list 指定容器内不的存储卷配置
spec.containers[].volumeMounts[].name String 指定可以被容器挂载的存储卷的名称
spec.containers[].volumeMounts[].mountPath String 指定可以被容器挂载的存储卷的路径
spec.containers[].volumeMounts[].readOnly String 设置存储卷路径的读写模式
spec.containers[].parts[] list 指定容器需要用到的端口列表
spec.containers[].parts[].name String 指定端口名称
spec.containers[].parts[].containerPort String 指定容器需要监听的端口号
spec.containers[].parts[].hostPort String 指定容器所有主机需要监听的端口号
spec.containers[].parts[].portocol String 指定端口协议,支持TCP和UDP
spec.containers[].env[] list 指定容器运行前需设置的环境变脸列表
spec.containers[].env[].name String 指定环境变量名称
spec.containers[].env[].value String 指定环境变量的值
spec.containers[].resources Object 指定资源限制和资源请求的值
spec.containers[].resources.limits Object 指定设置容器运行时资源的运行上限
spec.containers[].resources.limits.cpu String 指定CPU的限制,单位为core数
spec.containers[].resources.limits.memory String 指定MEM内存的限制,单位:MIB、GIB
spec.containers[].resources.requests Object 指定容器启动和调度时的限制设置
spec.containers[].resources.requests.cpu String CPU请求,单位为core数
spec.containers[].resources.requests.memory String 内存请求,单位为MIB、GIB

额外的参数

参数名 字段类型 说明
spec.restartPolicy String 定义Pod的重启策略
spec.nodeSelector Object 定义Node的Label的过滤标签,以key:value指定
spec.imagePullSecrets Object 定义pull镜像时使用secret名称,以name:secretkey指定
sepc.hostNetwork Boolean 定义是否使用主机网络模式,默认值为false

资源清单使用

资源清单格式

apiVersion: group/apiversion  # 如果没有给定 group 名称,那么默认为 core,可以使用 kubectl api-versions # 获取当前 k8s 版本上所有的 apiVersion 版本信息( 每个版本可能不同 )
kind:       #资源类别
metadata:  #资源元数据
  name
  namespace
  lables
  annotations   # 主要目的是方便用户阅读查找
spec: # 期望的状态(disired state)
status:# 当前状态,本字段有 Kubernetes 自身维护,用户不能去定义

资源清单的常用命令

获取 apiversion 版本信息
# kubectl api-versions

# admissionregistration.k8s.io/v1beta1
# apiextensions.k8s.io/v1beta1
# apiregistration.k8s.io/v1
# apiregistration.k8s.io/v1beta1
# apps/v1
......(以下省略)
获取资源的 apiVersion 版本信息
# kubectl explain pod

# KIND:     Pod
# VERSION:  v1
# .....(以下省略)


# kubectl explain Ingress

# KIND:     Ingress
# VERSION:  extensions/v1beta1
获取字段设置帮助文档
# kubectl explain pod

# KIND:     Pod
# VERSION:  v1

# DESCRIPTION:
#   Pod is a collection of containers that can run on a host.
#   This resource is created by clients and scheduled onto hosts.
 
# FIELDS:
#   apiVersion    <string>
  .......
字段配置格式
# apiVersion <string>          # 表示字符串类型
# metadata <Object>            # 表示需要嵌套多层字段
# labels <map[string]string>   # 表示由k:v组成的映射
# finalizers <[]string>        # 表示字串列表
# ownerReferences <[]Object>   # 表示对象列表
# hostPID <boolean>            # 布尔类型
# priority <integer>           # 整型
# name <string> -required-     # 如果类型后面接 -required-,表示为必填字段

通过定义清单文件创建 Pod

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-demo
  namespace: default
  labels:
    app: myapp
spec:
  containers:
    - name: myapp-1
      image: hub.atguigu.com/library/myapp:v1
    - name: busybox-1
      image: busybox:latest
      command:
      - "/bin/sh"
      - "-c"
      - "sleep 3600"
# 使用 -o 参数加 yaml,可以将资源的配置以 yaml的格式输出出来,也可以使用json,输出为json格式
kubectl get pod xx.xx.xx -o yaml

容器生命周期

Pod 生命周期

Init容器

Init C
#### 介绍
  • Pod能够具有多个容器,应用运行在容器里面,但是它也可能有一个或多个先于应用容器启动的Init容器
  • Init容器与普通的容器非常像,除了如下两点:
    • Init容器总是运行到成功完成为止
    • 每个Init容器都必须在下一个Init容器启动之前成功完成
  • 如果Pod的Init容器失败,Kubernetes会不断地重启该Pod,直到Init容器成功为止
  • 然而,如果Pod对应的restartPolicy为Never,它不会重新启动

作用

因为Init容器具有与应用程序容器分离的单独镜像,所以它们的启动相关代码具有如下优势

  • 它们可以包含并运行实用工具,但是出于安全考虑,是不建议在应用程序容器镜像中包含这些实用工具的
  • 它们可以包含使用工具和定制化代码来安装,但是不能出现在应用程序镜像中例如,创建镜像没必要FROM另一个镜像,只需要在安装过程中使用类似sed、awk、python或dig这样的工具
  • 应用程序镜像可以分离出创建和部署的角色,而没有必要联合它们构建一个单独的镜像
  • Init容器使用LinuxNamespace,所以相对应用程序容器来说具有不同的文件系统视图。因此,它们能够具有访问Secret的权限,而应用程序容器则不能
  • 它们必须在应用程序容器启动之前运行完成,而应用程序容器是并行运行的,所以Init容器能够提供了一种简单的阻塞或延迟应用容器的启动的方法,直到满足了一组先决条件。

测试

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: myapp-pod
  labels:
    app: myapp
spec:
  containers:
  - name: myapp-container
    image: busybox
    command: ['sh','-c','echo The app is running! && sleep 3600']
  initContainers:
  - name: init-myservice
    image: busybox
    command: ['sh','-c','until nslookup myservice; do echo waiting for myservice; sleep 2;done;']
  - name: init-mydb
    image: busybox
    command: ['sh','-c','until nslookup mydb; do echo waiting for mydb; sleep 2; done;']
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  name: myservice
spec:
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 9376

---
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  name: mydb
spec:
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 9377

特殊说明

  • 在Pod启动过程中,Init容器会按顺序在网络和数据卷初始化(pause)之后启动。每个容器必须在下一个容器启动之前成功退出
  • 如果由于运行时或失败退出,将导致容器启动失败,它会根据Pod的restartPolicy指定的策略进行重试。然而,如果Pod的restartPolicy设置为Always,Init容器失败时会使用RestartPolicy策略
  • 在所有的Init容器没有成功之前,Pod将不会变成Ready状态。Init容器的端口将不会在Service中进行聚集。正在初始化中的Pod处于Pending状态,但应该会将Initializing状态设置为true
  • 如果Pod重启,所有Init容器必须重新执行
  • # 对Init容器spec的修改被限制在容器image字段,修改其他字段都不会生效。更改Init容器的image字段,等价于重启该Pod
  • Init容器具有应用容器的所有字段。除了readinessProbe,因为Init容器无法定义不同于完成(completion)的就绪(readiness)之外的其他状态。这会在验证过程中强制执行
  • 在Pod中的每个app和Init容器的名称必须唯一;与任何其它容器共享同一个名称,会在验证时抛出错误

探针

什么是探针

  • 探针是由kubelet对容器执行的定期诊断
  • 要执行诊断,kubelet调用由容器实现的Handler
  • 有三种类型的处理程序
    • ExecAction:在容器内执行指定命令。如果命令退出时返回码为0则认为诊断成功
    • TCPSocketAction:对指定端口上的容器的IP地址进行TCP检查。如果端口打开,则诊断被认为是成功的
    • HTTPGetAction:对指定的端口和路径上的容器的IP地址执行HTTPGet请求。如果响应的状态码大于等于200且小于400,则诊断被认为是成功的
  • 每次探测都将获得以下三种结果之一
    • 成功:容器通过了诊断
    • 失败:容器未通过诊断
    • 未知:诊断失败,因此不会采取任何行动

探测方式

  • livenessProbe
    • 指示容器是否正在运行
    • 如果存活探测失败,则kubelet会杀死容器,并且容器将受到其重启策略的影响
    • 如果容器不提供存活探针,则默认状态为Success
  • readinessProbe
    • 指示容器是否准备好服务请求
    • 如果就绪探测失败,端点控制器将从与Pod匹配的所有Service的端点中删除该Pod的IP地址
    • 初始延迟之前的就绪状态默认为Failure
    • 如果容器不提供就绪探针,则默认状态为Success

实例

检测探针 - 就绪检测

readinessProbe-httpget

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: readiness-httpget-pod
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: readiness-httpget-container
    image: wangyanglinux/myapp:v1
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    readinessProbe:
      httpGet:
      port: 80
      path: /index1.html
    initialDelaySeconds: 1
    periodSeconds: 3
检测探针 - 存活检测

livenessProbe-exec

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: liveness-exec-pod
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: liveness-exec-container
    image: hub.atguigu.com/library/busybox
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    command: ["/bin/sh","-c","touch /tmp/live; sleep 60; rm -rf /tmp/live; sleep3600"]
    livenessProbe:
      exec:
        command: ["test","-e","/tmp/live"]
      initialDelaySeconds: 1
      periodSeconds: 3

livenessProbe-httpget

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: liveness-httpget-pod
  namespace: default
spec:
  containers:
  - name: liveness-httpget-container
    image: hub.atguigu.com/library/myapp:v1
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    ports:
    - name: http
      containerPort: 80
    livenessProbe:
      httpGet:
        port: http
        path: /index.html
      initialDelaySeconds: 1
      periodSeconds: 3
      timeoutSeconds: 10

livenessProbe-tcp

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: probe-tcp
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: hub.atguigu.com/library/myapp:v1
    livenessProbe:
      initialDelaySeconds: 5
      timeoutSeconds: 1
      tcpSocket:
        port: 8080

start/stop/相位

Podhook

  • Podhook(钩子)是由Kubernetes管理的kubelet发起的
  • 当容器中的进程启动前或者容器中的进程终止之前运行,这是包含在容器的生命周期之中
  • 可以同时为Pod中的所有容器都配置hook
  • Hook的类型包括两种
    • exec:执行一段命令
    • HTTP:发送HTTP请求

相位

  • PodphasePod的status字段是一个PodStatus对象,PodStatus中有一个phase字段。
  • Pod的相位(phase)是Pod在其生命周期中的简单宏观概述
  • 该阶段并不是对容器或Pod的综合汇总,也不是为了做为综合状态机Pod相位的数量和含义是严格指定的
  • 除了本文档中列举的状态外,不应该再假定Pod有其他的phase值
  • phase可能存在的值
    • 挂起(Pending)
      • Pod已被Kubernetes系统接受,但有一个或者多个容器镜像尚未创建
      • 等待时间包括调度Pod的时间和通过网络下载镜像的时间,这可能需要花点时间
    • 运行中(Running)
      • 该Pod已经绑定到了一个节点上,Pod中所有的容器都已被创建
      • 至少有一个容器正在运行,或者正处于启动或重启状态
    • 成功(Succeeded)
      • Pod中的所有容器都被成功终止,并且不会再重启
    • 失败(Failed)
      • Pod中的所有容器都已终止了,并且至少有一个容器是因为失败终止
      • 也就是说,容器以非0状态退出或者被系统终止
    • 未知(Unknown)
      • 因为某些原因无法取得Pod的状态,通常是因为与Pod所在主机通信失败

状态示例

  • Pod 中只有一个容器并且正在运行,容器成功退出
    • 记录事件完成
    • 如果 restartPolicy 为
      • Always:重启容器;Pod phase 仍为 Running
      • OnFailure:Pod phase 变成 Succeeded
      • Never:Pod phase 变成 Succeeded
  • Pod 中只有一个容器并且正在运行,容器退出失败
    • 记录失败事件
    • 如果 restartPolicy 为
      • Always:重启容器;Pod phase 仍为 Running
      • OnFailure:重启容器;Pod phase 仍为 Running
      • Never:Pod phase 变成 Failed
  • Pod 中有两个容器并且正在运行,容器1退出失败
    • 记录失败事件
    • 如果 restartPolicy 为
      • Always:重启容器;Pod phase 仍为 Running
      • OnFailure:重启容器;Pod phase 仍为 Running
      • Never:不重启容器;Pod phase 仍为 Running
    • 如果有容器1没有处于运行状态,并且容器2退出
      • 记录失败事件
      • 如果 restartPolicy 为
        • Always:重启容器; Pod phase 仍为 Running
        • OnFailure:重启容器; Pod phase 仍为 Running
        • Never:Pod phase 变成 Failed
  • Pod 中只有一个容器并处于运行状态,容器运行时内存超出限制
    • 容器以失败状态终止
    • 记录 OOM 事件
    • 如果 restartPolicy 为
      • Always:重启容器;Pod phase 仍为 Running
      • OnFailure:重启容器;Pod phase 仍为 Running
      • Never: 记录失败事件;Pod phase 仍为 Failed
  • Pod 正在运行,磁盘故障
    • 杀掉所有容器,记录适当事件
    • Pod phase 变成 Failed
    • 如果使用控制器来运行,Pod 将在别处重建
  • Pod 正在运行,其节点被分段
    • 节点控制器等待直到超时
    • 节点控制器将 Pod phase 设置为 Failed
    • 如果是用控制器来运行,Pod 将在别处重建

启动、退出动作

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: lifecycle-demo
spec:
  containers:
  - name: lifecycle-demo-container
    image: nginx
    lifecycle:
      postStart:
        exec:
          command: ["/bin/sh", "-c", "echo Hello from the postStart handler >/usr/share/message"]
      preStop:
        exec:
          command: ["/bin/sh", "-c", "echo Hello from the poststop handler >/usr/share/message"]

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