利用 K8S 技术栈打造个人私有云（连载之： K8S 环境理解和练手）

[利用 K8S 技术栈打造个人私有云系列文章目录]

• 利用 K8S 技术栈打造个人私有云（连载之：初章）
• 利用 K8S 技术栈打造个人私有云（连载之：K8S 集群搭建）
• 利用 K8S 技术栈打造个人私有云（连载之：K8S 环境理解和练手）
• 利用 K8S 技术栈打造个人私有云（连载之：基础镜像制作与实验）
• 利用 K8S 技术栈打造个人私有云（连载之：资源控制研究）
• 利用 K8S 技术栈打造个人私有云（连载之：私有云客户端打造）（ Coming Soon...）
• 利用 K8S 技术栈打造个人私有云（连载之：总结与升华）（ Coming Soon...）

在前文中我们已经搭建好了 K8S 集群，接下来就来讲述一下 K8S 的一些重要的概念和知识，并搞两个例子在集群中来实际练手感受一把！

K8S 环境理解

kubernetes 的概念非常多，组件也不少，本文主要阐述一下几个最主要、平时用得最频繁的概念，最详细的学习文档是官网教程！

K8S 设计架构

该图描述的设计架构是一个典型的 M-S 架构，一主两从，这和我搭建的集群基本是一致的，主节点和从节点上运行哪些 kube 组件，其实在我搭建集群那篇文章也已经讲过了，下面来阐述一下 kubernetes 集群里的重要概念和操作命令。

Pod

Pod 是 Kubernetes 中最小的管理元素，Pod 是一组容器的集合，且一个 Pod 只能运行在一个 Node 上，Pod 是 kubernetes 调度、部署、扩展的基本单位

• kubectl run 命令创建一个 pod：kubectl run pod-example --image=nginx
• kubectl create 命令创建 pod：kubectl create -f create_pod.yaml
• 删除 pod：kubectl delete po pod 名
• 查看 pod 启动情况：kubectl get pods， kubectl get pods -o wide
• 查看 pod 的详细信息：kubectl discrible po pod 名

Namespace

Namespace 是对一组资源和对象的抽象集合，比如可以用来将系统内部的对象划分为不同的项目组或用户组。常见的 pods, services, replication controllers 和 deployments 等都是属于某一个 namespace 的（默认是 default ），而 node, persistentVolumes 等则不属于任何 namespace。

• 创建 kubectl create namespace namespace 名
• 删除 kubectl delete namespaces namespace 名
• 查询 kubectl get namespaces

Replication Controller （ RC ）

Replication Controller 保证了在所有时间内，都有特定数量的 Pod 副本正在运行，如果太多了，Replication Controller 就杀死几个，如果太少了，Replication Controller 会新建几个，和直接创建的 pod 不同的是，Replication Controller 会替换掉那些删除的或者被终止的 pod，而不管删除的原因是什么。

其实其 CURD 的命令和上面都差不多，这里不一一列出了

• 创建：kubectl create -f create_rc.json
• 查看 rc 启动情况：kubectl get rc

Service

Service 是一个定义了一组 Pod 的策略的抽象，可以理解为抽象到用户层的一个宏观服务。其实这个概念在Swarm 集群里也有，可以参照理解。

Service 的这样一层抽象最起码可以抵御两个方面的问题：

• Pod 重启后 IP 地址的变化（保持用我们系统的客户其 IP 不变）
• 提供负载均衡能力

其 CURD 的命令和上面都差不多，这里依然不一一列出

• 创建 service：kubectr create -f redis-master-service.json
• 查看 service 的启动情况：kubectl get svc

这里给一个 Service 的示例：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-nginx-svc
  labels:
    app: nginx
spec:
  type: LoadBalancer
  ports:
  - port: 80
  selector:  
    app: nginx

好了，理论的东西看多了可能有点蒙，只能多找点不同的材料阅读并理解了。下面开始做几个练手示例，这几个例子都源自于K8S 官网，对于理解理论概念非常有好处，下面开始动手吧！

关于 Pod 的实例练手

本例子创建一个包含两个容器的 POD，并在容器之间完成文件交换

• yaml 配置文件如下：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: two-containers
spec:

  restartPolicy: Never

  volumes:
  - name: shared-data
    emptyDir: {}

  containers:

  - name: nginx-container
    image: nginx
    volumeMounts:
    - name: shared-data
      mountPath: /usr/share/nginx/html

  - name: debian-container
    image: debian
    volumeMounts:
    - name: shared-data
      mountPath: /pod-data
    command: ["/bin/sh"]
    args: ["-c", "echo Hello from the debian container > /pod-data/index.html"]

• 创建 pod

kubectl create -f two-container-pod.yaml

• 查看 pod 和容器的信息

kubectl get pod two-containers --output=yaml

执行完成输出内容大致如下（经过缩减）：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  ...
  name: two-containers
  namespace: default
  ...
spec:
  ...
  containerStatuses:

  - containerID: docker://c1d8abd1 ...
    image: debian
    ...
    lastState:
      terminated:  // debian 容器已停止
        ...
    name: debian-container
    ...

  - containerID: docker://96c1ff2c5bb ...
    image: nginx
    ...
    name: nginx-container
    ...
    state:
      running:  // nginx 容器已运行
    ...

可以看到 debian 容器已经停止了，nginx 容器依然运行

• 我们进入 nginx 容器的 /bin/bash 并验证 nginx 服务器

kubectl exec -it two-containers -c nginx-container -- /bin/bash

执行如下命令来安装 curl：

root@two-containers:/# apt-get update
root@two-containers:/# apt-get install curl procps
root@two-containers:/# ps aux

然后执行curl localhost,可以获得输出：

Hello from the debian container

可见 debian 容器中写入的东西在 nginx 容器中获得了，因此文件交换也完成了

用 Pod 来做一件事很简单吧！

关于 RC 和 Service 的实例练手

本示例演示的是：部署一个包含 Redis 集群、基于 PHP 的留言板系统

• 创建 redis-master 的RC

redis-master-controller.yaml 内容：

apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
  name: redis-master
spec:
  replicas: 1
  selector:
    name: redis-master
  template:
    metadata:
      name: redis-master
      labels:
        name: redis-master
    spec:
      containers:
      - name: redis-master
        image: kubeguide/redis-master
        ports:
        - containerPort: 6379

创建该 RC 并查看创建结果：

kubectl create -f redis-master-controller.yaml
kubectl get rc
kubectl get pods

• 创建 redis-master 的service

redis-master-service.yaml 内容：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: redis-master
  labels:
    name: redis-master
spec:
  ports:
  - port: 6379
    targetPort: 6379
  selector:
    name: redis-master

创建该 Service 并查看：

kubectl create -f redis-master-service.yaml
kubectl get services

• 创建 redis-slave 的RC

redis-slave-controller.yaml 文件内容：

apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
  name: redis-slave
spec:
  replicas: 2
  selector: # RC 通过 spec.selector 来筛选要控制的 Pod
    name: redis-slave
  template:
    metadata:
      name: redis-slave
      labels: # Pod 的 label，可以看到这个 label 与 spec.selector 相同
        name: redis-slave
    spec:
      containers:
      - name: redis-slave
        image: kubeguide/guestbook-redis-slave
        env:
        - name: GET_HOSTS_FROM
          value: env
        ports:
        - containerPort: 6379

创建该 RC 并查看：

kubectl create -f redis-slave-controller.yaml
kubectl get rc
kubectl get pods

• 创建 redis-slave 的service

redis-slave-service.yaml 文件内容：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: redis-slave
  labels:
    name: redis-slave
spec:
  ports:
  - port: 6379  
  selector:
    name: redis-slave

创建该 Service 并查看：

kubectl create -f redis-slave-service.yaml
kubectl get services

• 创建 frontend 的RC

frontend-controller.yaml 内容如下：

apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
  name: frontend
  labels:
    name: frontend
spec:
  replicas: 3
  selector:
    name: frontend
  template:
    metadata:
      labels:
        name: frontend
    spec:
      containers:
      - name: frontend
        image: kubeguide/guestbook-php-frontend
        env:
        - name: GET_HOSTS_FROM
          value: env
        ports:
        - containerPort: 80

创建该 RC 并查看

kubectl create -f frontend-controller.yaml
kubectl get rc
kubectl get pods

• 创建 frontend 的Service

frontend-service.yaml 文件内容如下：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: frontend
  labels:
    name: frontend
spec:
  type: NodePort
  ports:
  - port: 80
    nodePort: 30001
  selector:
    name: frontend

创建该 Service 并查看

kubectl create -f frontend-service.yaml
kubectl get services

• 访问http://your-host:30001/

简单的留言板系统就生成了！

后记

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