注：本文已发布超过一年，请注意您所使用工具的相关版本是否适用
目标
- 本文面向平时工作中会使用到 Kubernetes 但是又对其不是怎么了解的开发者
- 本文只对大家平时在使用 Kubernetes 中会碰到的常用概念做一个简单介绍，不会过多的阐述架构原理上的一些东西
- 希望阅读完这篇文章后，大家可以对 kubernetes 的概念有相关了解，并且了解一些简单的运维操作
- 如果想要深入学习，可以查看本文最后的推荐阅读部分
Kubernetes 是一个可移植、可扩展的开源平台，用于管理容器化的工作负载和服务，可促进声明式配置和自动化。
Kubernetes 可以做什么:
- 服务发现和负载均衡
- 存储编排
- 自动部署和回滚
- 自动完成装箱计算
- 自我修复
- 密钥与配置管理
Kubernetes 架构
Kubernetes 是一个典型的主从架构，对于用户而言其实都是在和 Kubernetes Master 的 API 打交道，无论大家是通过 kubectl 这种 cli 工具，还是说通过 Kubernetes Dashboard 等 UI 界面，还是通过 client-go sdk 进行开发都是一样
常用 Kubernetes 对象
Kubernetes 对象
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| apiVersion: v1
kind: Pod# 元数据
metadata:
name: nginx
namespace: dev
labels:
a: b # 对象的规格（Spec）描述了某一个实体的期望状态
spec: # 对象的状态
status:
|
Pod
Pod 是可以在 Kubernetes 中创建和管理的、最小的可部署的计算单元。
Pod 是一组（一个或多个） 容器； 这些容器共享存储、网络、以及怎样运行这些容器的声明。 Pod 中的内容总是并置（colocated）的并且一同调度，在共享的上下文中运行。
除了应用容器，Pod 还可以包含在 Pod 启动期间运行的 Init 容器
- Init 容器会在 Pod 的应用容器启动前完成
- 所以一般我们会使用 Init 容器来完成一些初始化的操作，例如执行 DB Migrate，下载需要的配置文件等等
如下图所示，Pod 可以共享网络和存储，所以一个 Pod 内的多个容器可以直接通过 127.0.0.1 互相访问
Pod YAML 简要说明
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| kubectl --context bcs-test -n develop get pods
|
以我们的 api-svc 服务为例
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| apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
labels:
app.kubernetes.io/chart: trpc
app.kubernetes.io/name: api-service
name: api-service-deploy-6b8cdb5dc8-rzg6m
namespace: develop
spec:
# 亲和性配置，可以约束 pod 能调度到哪些节点
# 这项配置可以实现 pod 调度到指定节点
# 也可以让一些有相同标签等字段的 Pod 尽量调度在一起或者不在一起
# 比较常用的一个做法是，让 Pod 尽量不处于一个可用区，这样即使云服务商的一个可用区机房挂了我们也能对外提供服务
affinity:
podAntiAffinity:
requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
- labelSelector:
matchLabels:
a: "b"
topologyKey: kubernetes.io/hostname # 存储卷声明
# 这里我们声明了一个 empty dir 的存储卷，可以理解为就是一个临时的空目录
# 这个卷会在 pod 销毁后自动销毁
volumes:
- emptyDir: {}
name: config-cache # 初始化容器
initContainers:
- image: init:20220401221741
imagePullPolicy: IfNotPresent
name: init-trpc-go-config
# 这个初始化容器和下面的应用容器都挂载了这个 empty dir
# 所以这两个容器可以对这同一个目录进行读写
volumeMounts:
- mountPath: /app/config/
name: config-cache # 容器配置
containers:
- command:
- /app/api_service # 环境变量，除了指定 kv 之外
# 也可以像下面这样把 pod 本身的一些字段通过环境变量的方式注入到容器内
env:
- name: env
value: develop
- name: pod_ip
valueFrom:
fieldRef:
apiVersion: v1
fieldPath: status.podIP
image: api-service:master-5f05c18a
# 容器镜像的下载方式
imagePullPolicy: IfNotPresent # 生命周期 hook
# 下面这个例子是在容器退出前先 sleep 120s
# 这是为了能够让我们的注册中心能够有时间把服务踢下线，避免我们在发布的时候中断
lifecycle:
preStop:
exec:
command:
- /bin/sh
- -c
- sleep 120 # 存活检查
# 如果不满足下面的健康检查，pod 就会被自动终止
livenessProbe:
failureThreshold: 1
httpGet:
path: /cmds
port: 8000
scheme: HTTP
periodSeconds: 10
successThreshold: 1
timeoutSeconds: 1 name: api-service # 端口映射
ports:
- containerPort: 8001
hostPort: 29131
protocol: TCP # 资源限制
resources:
limits:
cpu: "1"
memory: 2Gi
requests:
cpu: 50m
memory: 50Mi
volumeMounts:
- mountPath: /app/config/
name: config-cache
status:
|
Deployment
Statefulset
Job
Job 会创建一个或者多个 Pod，并将继续重试 Pod 的执行，直到指定数量的 Pod 成功终止。 随着 Pod 成功结束，Job 跟踪记录成功完成的 Pod 个数。 当数量达到指定的成功个数阈值时，任务（即 Job）结束。 删除 Job 的操作会清除所创建的全部 Pod。 挂起 Job 的操作会删除 Job 的所有活跃 Pod，直到 Job 被再次恢复执行。
Job 一般常用于一些一次性的任务，例如对战任务等等等等
Job YAML
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| apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
name: pi
spec:
template:
spec:
containers:
- name: pi
image: perl:5.34.0
command: ["perl", "-Mbignum=bpi", "-wle", "print bpi(2000)"]
restartPolicy: Never
backoffLimit: 4
|
Helm 简介
我们在部署一个 kubernetes 应用的时候往往会涉及到很多的对象，在很多个应用部署的时候往往只有有限的字段需要修改，如果所有的部署都采用 yaml 的方式，会导致有大量的重复字段，以及带来十分低效的维护方式。
helm 就是其中一种解决方式，它可以用来管理 chart，chart 是易用 k8s 应用包管理方式，主要就是很多的 yaml 模板文件再加上一个 values.yaml 文件用于定义输入字段
chart 的基本结构
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| mychart
├── Chart.yaml
├── charts # 该目录保存其他依赖的 chart（子 chart）
├── templates # chart 配置模板，用于渲染最终的 Kubernetes YAML 文件
│ ├── NOTES.txt # 用户运行 helm install 时候的提示信息
│ ├── _helpers.tpl # 用于创建模板时的帮助类
│ ├── deployment.yaml # Kubernetes deployment 配置
│ ├── ingress.yaml # Kubernetes ingress 配置
│ ├── service.yaml # Kubernetes service 配置
│ ├── serviceaccount.yaml # Kubernetes serviceaccount 配置
│ └── tests
│ └── test-connection.yaml
└── values.yaml # 定义 chart 模板中的自定义配置的默认值，可以在执行 helm install 或 helm update 的时候覆盖
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通过 helm install 命令我们可以安装 chart 到 k8s 集群内，安装的时候可以通过指定 values.yaml 文件替换默认的参数，安装后应用在 helm 叫做 release
参考材料 & 推荐阅读
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