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【云原生之k8s】k8s管理工具kubectl详解

2023-05-16

【云原生之k8s】k8s管理工具kubectl详解

  • 前言
  • 一、陈述式管理
    • (1)陈述式资源管理方法
    • (2)k8s相关信息查看
      • ①查看版本信息
      • ②查看节点信息
      • ③查看资源对象简写
      • ④查看集群信息
      • ⑤配置kubectl自动补全
      • ⑥查看日志
      • ⑦基本信息查看
        • 1、查看master节点状态
        • 2、查看命名空间
      • ⑧命名空间操作
        • 1、查看default命名空间的所有资源
        • 2、创建命名空间
        • 3、删除命名空间
      • ⑨deployment/pod操作
        • 1、在命名空间kube-public创建副本控制器（deploment）来启动Pod（nginx-test）
        • 2、描述某个资源的详细信息
        • 3、查看命名空间kube-public中pod信息
        • 4、登录容器
        • 5、测试（重启）pod资源
        • 6、若无法删除，总是处于terminate状态，则要强行删除pod
        • 7、扩缩容
          • 7.1扩容
          • 7.2缩容
        • 8、删除副本控制器
      • ⑩删除/增加label
        • 1、增加label
        • 2、删除label
  • 二、声明式管理
    • (1)声明式管理方法
    • (2)查看资源配置清单
    • (3)解释资源配置清单
    • (4)修改资源配置清单并应用
      • ①离线修改
        • 1、修改yaml文件
        • 2、删除资源
        • 3、新建资源
        • 4、查看service资源
      • ②在线修改
    • (5)删除资源配置清单
      • ①陈述式删除
      • ②声明式删除
  • 三、K8S模拟项目
    • (1)项目的生命周期
    • (2)创建kubectl run命令
    • (3)发布kubectl expose命令
      • ①Service的作用
      • ②Service的类型
      • ③查看Pod网络状态详细信息和service暴露端口
      • ④查看关联后端的节点
        • ⑤查看service的描述信息
      • ⑥访问查看
      • ⑦查看访问日志
    • (4)更新kubectl set
      • ①获取修改模板
      • ②查看当前nginx的版本号
      • ③将nginx版本更新为1.15
      • ④监听pod状态
      • ⑤查看pod的ip变化
    • (5)回滚kubectl rollout
      • ①查看历史版本
      • ②执行回滚到上个版本
      • ③执行回滚到指定版本
      • ④检查回滚状态
    • (6)删除kubectl delete
      • ①删除副本控制器
      • ②删除service
  • 四、金丝雀发布/灰度发布（Canary Release）
    • (1)金丝雀发布简介
    • (2)更新deployment的版本，并配置暂停deployment
      • ①创建pod
      • ②发布服务
      • ③查看nginx版本
      • ④定义版本change-cause
        • 1、查看历史版本
        • 2、定义版本
        • 3、再次查看历史版本
        • 4、更新nginx版本为1.15并配置暂停
        • ⑤观察更新状态
        • ⑥监控更新的过程
        • ⑦查看nginx版本
        • ⑧查看并更新历史版本change-cause
        • ⑨resume继续更新

前言

一、陈述式管理

(1)陈述式资源管理方法

  1. kubernetes 集群管理集群资源的唯一入口是通过相应的方法调用 apiserver 的接口
  2. kubectl 是官方的 CLI 命令行工具，用于与 apiserver 进行通信，将用户在命令行输入的命令，组织并转化为apiserver 能识别的信息，进而实现管理 k8s 各种资源的一种有效途径
  3. kubectl 的命令大全
    kubectl --help
  4. k8s官方中文文档：http://docs.kubernetes.org.cn/683.html
  5. 对资源的增、删、查操作比较容易，但对改的操作就不容易了

(2)k8s相关信息查看

①查看版本信息

kubectl version

在这里插入图片描述

②查看节点信息

kubectl get nodes

在这里插入图片描述

③查看资源对象简写

kubectl api-resources

在这里插入图片描述

④查看集群信息

kubectl cluster-info

在这里插入图片描述

⑤配置kubectl自动补全

 source <(kubectl completion bash)

可通过TAB键实现命令补全，建议将其写入 /etc/profile

⑥查看日志

journalctl -u kubelet -f

在这里插入图片描述

⑦基本信息查看

kubectl get [-o wide|json|yaml] [-n namespace]

获取资源的相关信息，-n指定命名空间，-o指定输出格式
resource可以是具体资源名称，如"pod nhinx-xxx"；也可以是资源类型，如“pod,node,svc,deploy”多种资源使用逗号间隔；或者all（仅展示几种核心资源，并不完整）

  1. –all-namespaces或-A：表示显示所有命名空间
  2. –show-labels：显示所有标签
  3. -l app：仅显示标签为app的资源
  4. -l app=nginx：仅显示包含app标签，且值为nginx的资源

1、查看master节点状态

kubectl get componentstatuses

#componentstatues可以缩写成cs
kubectl get cs

在这里插入图片描述

2、查看命名空间

kubectl get namespace

#namespace可以缩写成ns
kubectl get ns

在这里插入图片描述

⑧命名空间操作

1、查看default命名空间的所有资源

kubectl get all [-n default]

由于deafult为缺省空间，当不指定命名空间时默认查看default命名空间

在这里插入图片描述

2、创建命名空间

kubectl create ns lcdb

在这里插入图片描述

3、删除命名空间

kubectl delete ns lcdb

在这里插入图片描述

⑨deployment/pod操作

1、在命名空间kube-public创建副本控制器（deploment）来启动Pod（nginx-test）

kubectl create deployment nginx-test --image=nginx -n kube-public

在这里插入图片描述

2、描述某个资源的详细信息

kubectl describe deployment nginx-test -n kube-public

在这里插入图片描述

kubectl describe pod nginx-test -n kube-public

在这里插入图片描述

3、查看命名空间kube-public中pod信息

kubectl get pods -n kube-public

在这里插入图片描述

4、登录容器

kubectl exec 可以跨主机登录容器，docker exec 只能在容器所在主机登录

kubectl exec -it nginx-test-795d659f45-lqjcb bash -n kube-public

在这里插入图片描述

5、测试（重启）pod资源

由于存在 deployment/rc 之类的副本控制器，删除 pod 也会重新拉起来

kubectl delete pod nginx-test-795d659f45-lqjcb -n kube-public
kubectl get pod -n kube-public

在这里插入图片描述

6、若无法删除，总是处于terminate状态，则要强行删除pod

kubectl delete pod [] -n [] --force --grace-period=0

grace-period表示过渡存活期，默认30s，在删除pod之前允许pod慢慢终止其上的容器进程，从而优雅的退出，0表示立即终止pod

在这里插入图片描述

7、扩缩容

7.1扩容
kubectl scale deployment nginx-test --replicas=3 -n kube-public

在这里插入图片描述

7.2缩容
kubectl scale deployment nginx-test --replicas=1 -n kube-public

在这里插入图片描述

8、删除副本控制器

kubectl delete deployment nginx-test -n kube-public

在这里插入图片描述

⑩删除/增加label

1、增加label

kubectl label deploy nginx-test version=nginx1.14

在这里插入图片描述

2、删除label

kubectl label deploy nginx-test version-

在这里插入图片描述

二、声明式管理

(1)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明文件对资源进行管理
  3. 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）
  4. 对资源的观念里，是通过实现定义在同一资源配置清单内，再通过陈述式命令应用到k8s集群里
  5. 语法格式：kubectl create/apply/delete -f -o yaml

(2)查看资源配置清单

kubectl get deploy/nginx -o yaml

在这里插入图片描述

kubectl get service nginx -o yaml

在这里插入图片描述

(3)解释资源配置清单

kubectl explain deployment.metadata

在这里插入图片描述

kubectl explain service.metadata

在这里插入图片描述

(4)修改资源配置清单并应用

①离线修改

1、修改yaml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-service -o yaml > nginx-svc.yaml

在这里插入图片描述

2、删除资源

kubectl delete -f nginx-svc.yaml

在这里插入图片描述

3、新建资源

kubectl apply -f nginx-svc.yaml

在这里插入图片描述

4、查看service资源

kubectl get svc

在这里插入图片描述

②在线修改

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

PS：此修改方式不会对yaml文件内容修改

kubectl edit service nginx

在这里插入图片描述
查看service资源

kubectl get svc

在这里插入图片描述

(5)删除资源配置清单

①陈述式删除

kubectl delete service nginx-service

在这里插入图片描述

②声明式删除

kubectl delete -f nginx-svc.yaml

在这里插入图片描述

三、K8S模拟项目

Kubectl是管理k8s集群的命令行工具，通过生成的json格式传递给apiserver进行创建、查看、管理的操作。

//帮助信息
[root@localhost bin]# kubectl --help
kubectl controls the Kubernetes cluster manager. 

Find more information at: https://kubernetes.io/docs/reference/kubectl/overview/

Basic Commands (Beginner):
  create         Create a resource from a file or from stdin.
  expose         使用 replication controller, service, deployment 或者 pod
并暴露它作为一个 新的 Kubernetes Service
  run            在集群中运行一个指定的镜像
  set            为 objects 设置一个指定的特征

Basic Commands (Intermediate):
  explain        查看资源的文档
  get            显示一个或更多 resources
  edit           在服务器上编辑一个资源
  delete         Delete resources by filenames, stdin, resources and names, or by resources and
label selector

Deploy Commands:
  rollout        Manage the rollout of a resource
  scale          为 Deployment, ReplicaSet, Replication Controller 或者 Job
设置一个新的副本数量
  autoscale      自动调整一个 Deployment, ReplicaSet, 或者 ReplicationController的副本数量

Cluster Management Commands:
  certificate    修改 certificate 资源.
  cluster-info   显示集群信息
  top            Display Resource (CPU/Memory/Storage) usage.
  cordon         标记 node 为 unschedulable
  uncordon       标记 node 为 schedulable
  drain          Drain node in preparation for maintenance
  taint          更新一个或者多个 node 上的 taints

Troubleshooting and Debugging Commands:
  describe       显示一个指定 resource 或者 group 的 resources 详情
  logs           输出容器在 pod 中的日志
  attach         Attach 到一个运行中的 container
  exec           在一个 container 中执行一个命令
  port-forward   Forward one or more local ports to a pod
  proxy          运行一个 proxy 到 Kubernetes API server
  cp             复制 files 和 directories 到 containers 和从容器中复制 files 和
directories.
  auth           Inspect authorization

(1)项目的生命周期

创建–>发布–>更新–>回滚–>删除

(2)创建kubectl run命令

  1. 创建并运行一个或多个容器镜像
  2. 创建一个deployment或job来管理容器
  3. kubectl run --help查看使用帮助

启动nginx实例，暴露容器端口80，设置副本数3

kubectl run nginx-deployment --image=nginx:1.14 --port=80 --replicas=3

在这里插入图片描述
使用run报错
k8sv1.18.0以后的版本， --replicas以后弃用该命令，推荐使用deployment创建pods
我这里用的是1.21.3版本

  1. 想创建多个实例时可以使用：kubectl create deployment pg102 --image=pg:12 –port=5432 --replicas=3 来进行创建；

  2. 查看pod: kubectl get pod，用来查看使用命令创建的所有实例

  3. 查看deploy：kubectl get deploy，用来查看实例所创建的数量；

  4. 高于1.17版本的建议以后直接使用create deployment创建pod管理器方式创建pod;

    kubectl create deployment nginx --image=nginx:1.14 --port=80 --replicas=3

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

(3)发布kubectl expose命令

将资源暴露为新的service

为Deployment的nginx创建Service，并通过Service的80端口转发至容器的80端口上，Service的名称为nginx-service，类型为NodePort

kubectl expose deployment nginx2 --port=80 --target-port=80 --name=nginx-service --type=NodePort

在这里插入图片描述

①Service的作用

  1. Kubernetes之所以需要Service，一方面是因为Pod的IP不是固定的（Pod可能会重建），另一方面是因为一组Pod实例之间总会有负载均衡的需求。
  2. Service通过Label Selector实现的对一组的Pod的访问。
  3. 对于容器应用而言，Kubernetes提供了基于VIP（虚拟IP）的网桥的方式访问Service，再由Service重定向到相应的Pod。

②Service的类型

  1. ClusterIP:提供一个集群内部的虚拟IP以供Pod访问（Service默认类型）
  2. NodePort:在每个Node上打开一个端口以供外部访问，Kubernetes将会在每个Node上打开一个端口并且每个Node的端口都是一样的，通过NodeIP:NodePort的方式
  3. LoadBalancer:通过外部的负载均衡器来访问，通常在云平台部署LoadBalancer还需要额外的费用。

③查看Pod网络状态详细信息和service暴露端口

kubectl get pods,svc -o wide

在这里插入图片描述

④查看关联后端的节点

kubectl get endpoints

在这里插入图片描述

⑤查看service的描述信息

kubectl describe svc nginx

在这里插入图片描述

⑥访问查看

在这里插入图片描述

kubectl describe svc nginx | grep NodePort
curl 192.168.159.230:32683

在这里插入图片描述

⑦查看访问日志

kubectl logs []

在这里插入图片描述

(4)更新kubectl set

  • 更改现有应用资源一些信息。

kubectl set --help查看使用帮助

①获取修改模板

kubectl set image --help获取

在这里插入图片描述

②查看当前nginx的版本号

在这里插入图片描述

③将nginx版本更新为1.15

kubectl set image deployment/nginx nginx=nginx:1.15

在这里插入图片描述

④监听pod状态

处于动态监听pod状态，由于使用的是滚动更新方式，所以会先生成一个新的pod，然后删除一个旧的pod，往后以此类推

kubectl get pods -w

在这里插入图片描述
注：更新规则可通过“kubetl describe deployment nginx”的“RollingUpdateStrategy”查看，默认配置为“25% max unavailable, 25% max surge”，即按照25%的比例进行滚动更新。

在这里插入图片描述

⑤查看pod的ip变化

kubectl get pod -o wide

在这里插入图片描述

(5)回滚kubectl rollout

  • 对资源进行回滚管理

kubectl rollout --help查看使用帮助

①查看历史版本

kubectl rollout history deployment/nginx

在这里插入图片描述

②执行回滚到上个版本

kubectl rollout undo deployment/nginx
kubectl get pods -o wide

在这里插入图片描述
查看nginx当前版本
在这里插入图片描述

③执行回滚到指定版本

查看历史版本
在这里插入图片描述
回到revison2，即1.15版本

kubectl rollout undo deployment/nginx --to-revision=2

在这里插入图片描述

④检查回滚状态

kubectl rollout status deployment/nginx

在这里插入图片描述

(6)删除kubectl delete

①删除副本控制器

kubectl delete deployment/nginx

在这里插入图片描述

②删除service

kubectl delete svc/nginx-service

在这里插入图片描述

四、金丝雀发布/灰度发布（Canary Release）

(1)金丝雀发布简介

Deployment控制器支持自定义控制更新过程中的滚动节奏，如“暂停（pause）”或“继续（resume）”更新操作。比如等待第一批新的Pod资源创建完成后立即暂停更新过程，此时，仅存在一部分新版本的应用，主体部分还是旧的版本。然后，在筛选一小部分的用户请求路由到新版本的Pod应用，继续观察能否稳定地按期望的方式运行。确定没问题之后再继续完成余下的Pod资源滚动更新，否则立即回滚更新操作。这就是所谓的金丝雀发布。

(2)更新deployment的版本，并配置暂停deployment

①创建pod

kubectl create deployment nginx-test --image=nginx:1.14 --replicas=3
kubectl get pods,deploy -o wide

在这里插入图片描述

②发布服务

kubectl expose deploy nginx-test --port=80 --target-port=80 --name=nginx-service --type=NodePort
kubectl get svc -o wide

在这里插入图片描述

③查看nginx版本

curl -I 192.168.159.230:31114
kubectl describe deployment nginx-test | grep Image

在这里插入图片描述

④定义版本change-cause

1、查看历史版本

在不定义CHANGE-CAUSE的情况下，缺省值为，当历史版本较多时，不便于咱们回滚时辨认版本号。因此，建议定义CHANGE-CAUSE为服务版本以帮助咱们辨认当前服务。

kubectl rollout history deploy/nginx-test

在这里插入图片描述

2、定义版本

一般通过修改配置的方式定义change-cause

kubectl edit deploy/nginx-test

......
kind: Deployment
metadata:
  annotations:
#下行可定义历史版本revision
    deployment.kubernetes.io/revision: "1"
#在Deployment的matadata项下的annotations中如下行定义change-cause
    kubernetes.io/change-cause: "nginx1.14"
......

在这里插入图片描述

3、再次查看历史版本

kubectl rollout history deploy/nginx-test

在这里插入图片描述

4、更新nginx版本为1.15并配置暂停

kubectl set image deploy/nginx-test nginx=nginx:1.15 && kubectl rollout pause deploy/nginx-test

在这里插入图片描述

⑤观察更新状态

kubectl rollout status deploy/nginx-test

在这里插入图片描述

⑥监控更新的过程

可以看到已经新增了一个pod，但是并未按照预期的状态去删除一个旧的资源，就是因为使用了pause暂停命令

kubectl get pods -w

在这里插入图片描述

⑦查看nginx版本

kubectl get pod -o wide

在这里插入图片描述

⑧查看并更新历史版本change-cause

kubectl rollout history deploy/nginx-test

在这里插入图片描述

kubectl edit deploy/nginx-test

kind: Deployment
metadata:
  annotations:
#下行的revison自动更新为2
    deployment.kubernetes.io/revision: "2"
#修改下行的change-cause为nginx1.15
    kubernetes.io/change-cause: nginx1.15

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

⑨resume继续更新

测试版本没问题继续更新

kubectl rollout resume deploy/nginx-test

在这里插入图片描述

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