云原生01—K8s

环境搭建

docker

推荐使用Docker Desktop来安装，根据操作系统选择对应的安装包即可。

https://www.docker.com/products/docker-desktop/

安装完成后通过docker run hello-world来验证是否安装成功：

安装成功。

minikube

还需要在本地搭建一套k8s集群，这里使用minikube

https://minikube.sigs.k8s.io/docs/start/?arch=%2Fmacos%2Farm64%2Fstable%2Fbinary+download

在mac中，直接用brew安装即可：

brew install minikube

如果是使用Docker Desktop的方式安装的docker，使用如下命令启动minikube即可：

minikube start --vm-driver docker --container-runtime=docker

通过minikube status查看当前状态：

minikube常见命令如下：

•minikube stop: 不删除数据，停止VM和k8s集群•minikube delete:删除所有minikube启动后的数据•minikube ip:查看集群和docker enginer运行的ip地址•minikube pause:暂停当前资源和k8s集群•minikube status:查看当前集群状态

kubectl

安装完minikube之后，可以通过minikube kubectl来执行相关命令，如果希望执行的命令更为简洁，可以直接安装kubectl，后续命令直接使用kubectl即可。

mac中使用如下命令来安装：

brew install kubectl

docker hub

minikube默认镜像地址为DockerHub，因此需要在DockerHub(https://hub.docker.com/)中注册账号，并通过docker login命令来登录账号。

Container

如果有如下代码main.go:

package mainimport("io""net/http")func hello(w http.ResponseWriter, r *http.Request){    io.WriteString(w,"[v1] Hello, Kubernetes!")}func main(){    http.HandleFunc("/", hello)    http.ListenAndServe(":3000",nil)}

这段代码启动了HTTP服务器，监听3000端口，如果访问/路由，就会返回[v1] Hello, Kubernetes!

如果在真实的物理环境中运行，需要安装golang环境，熟悉go module的基本使用等等，但是如果依赖于容器技术，只需要一个

Dockerfile文件，加上想要运行的代码即可。

Dockerfile:

# DockerfileFROM golang:1.16-buster AS builderRUN mkdir /srcADD ./srcWORKDIR /srcRUN go env -w GO111MODULE=autoRUN go build -o main .FROM gcr.io/distroless/base-debian10WORKDIR /COPY --from=builder /src/main /mainEXPOSE 3000ENTRYPOINT ["/main"]

这个Dockerfile使用多阶段进行构建。第一阶段从golang:1.16-buster基础镜像中构建应用程序，生成可执行文件main，第二阶段基于gcr.io/distroless/base-debian10构建基础镜像，将main可执行文件复制到镜像中，开放3000端口，并将/main作为容器入口点。

注意，需要将main.go和Dockerfile放到同一目录下，下面开始docker build:

docker build . -t rynnnn617/hellok8s:v1

其中rynnnn617是在dockerhub中注册的用户名，v1表示是第一个版本。

docker images：

下面启动容器：docker run -p 3000:3000 --name hellok8s -d rynnnn617/hellok8s:v1

-p来映射端口，-d后台运行

成功。

还可以通过docker push将镜像上传到docker hub仓库中：

docker push rynnnn617/hellok8s:v1

Pod

Pod是可以在kubernetes中创建，管理和部署的最小单元。

编写如下一个yaml，来创建一个nginx的pod：

# nginx.yamlapiVersion: v1kind:Podmetadata:  name: nginx-podspec:  containers:- name: nginx-container      image: nginx

kind代表资源类型，metadata.name表示该pod的名字为nginx-pod（必须是唯一的），spec.containers下的字段表示容器和镜像名称。

通过kubectl apply -f nginx.yaml命令来创建pod：

查看pod状态：

最后将端口映射出来：

kubectl port-forward nginx-pod 4000:80

也可以参考docker，通过如下命令进入pod：

kubectl exec -it nging-pod -- /bin/bsah

在shell里直接访问80端口或者映射出来后访问4000端口是一样的效果。

pod还有一些常用的命令：

kubectl logs --follow nginx-pod                          kubectl exec nginx-pod -- ls# pod "nginx-pod" deletedkubectl delete pod nginx-podkubectl delete-f nginx.yaml

最后将前面通过Dockerfile和main.go构建的hellok8s:v1，用pod来实现：

apiVersion: v1kind:Podmetadata:  name: hellok8sspec:  containers:- name: hellok8s-container      image: rynnnn617/hellok8s:v1

kubectl apply -f hellok8s.yaml

kubectl get pods

kubectl port-forward hellok8s 3000:3000

pod&container

pod和container的区别如下：

•Pod 是 Kubernetes 的最小部署单位，它可以包含一个或多个容器。Pod中的容器共享网络和存储资源，它们运行在同一个命名空间下，并且可以通过本地的localhost进行通信。Pod可以共享数据，并且在同一个Pod中的容器通常用于运行协同工作的服务。•Container 是应用程序及其所有依赖的封装单位，它包含应用程序需要的所有文件、库和环境变量。在Kubernetes中，Pod中的一个或多个容器运行应用程序，并共享资源。容器是部署在Pod内的最小执行单元，通常用于封装单个应用程序或服务。

因此，可以说Pod是Kubernetes的调度单位，而容器是 Pod 中实际运行的应用程序的封装单位。Pod提供了一个逻辑上的封装，可以保证Pod内的容器共享资源，方便管理和部署应用程序。

Deployment

deployment是一种资源对象，用于对Pod进行管理控制。他提供了一种声明性的方式来定义和管理应用程序的部署，用户可依此管理应用程序的升级，扩容，回滚等操作。

扩容

首先创建一个yaml来管理hellok8s pod，deployment.yaml：

apiVersion: apps/v1kind:Deploymentmetadata:  name: hellok8s-deploymentspec:  replicas:1  selector:    matchLabels:      app: hellok8stemplate:    metadata:      labels:        app: hellok8s    spec:      containers:- image: rynnnn617/hellok8s:v1          name: hellok8s-container

kind表示为deployment类型，metadata.name同样代表deployment的名称，需要唯一，重点需要关注spec下的部分字段。

replicas表示部署的pod的数量，selector中表示deployment和pod资源关联的方式，此处代表deployment会管理所有labels为hellok8s的pod。

template部分用来定义pod资源，metadata.labels和上面的labels对应，并且deployment会自动为每个pod创建一个唯一的pod，所以不需要再定义metadata.name。

kubectl apply -f deployment.yamlkubectl get podskubectl port-forward [pod-name]3000:3000

成功，并且可以看到deployment给了pod一个随机的名称：hellok8s-deployment-5f787f87f4-dg7rg

下面尝试删除该pod：

虽然删除了一个pod，但是deployment又自动创建了一个新pod，因为在deployment.yaml中定义了pod副本数量为1.

下面尝试对其进行扩容，将replicas改为3，表示pod副本数量为3：

apply之前，通过kubectl get pods --watch观察pod创建情况，可以看到原有的一个pod没有变化，但是pending了两个新pod，随后变为containercreating状态，最后均进入running模式，共有3个pod。仅通过修改一个参数，实现了扩容。

升级

下面模拟升级版本。

修改main.go文件，将打印输出的v1改为v2，并重新制作镜像，上传：

kubectl apply -f deployment.yaml，再kubectl get pods查看：

开始会报错errimagepull，随后原先的3个pod会被删除，并创建3个新的pod，验证一下：

滚动更新

在真实的生产环境中，如果需要对pod进行升级，按照前面的方式会导致在短期内，服务是完全不可用的，需要等待第一个升级完的pod正常运行才行。因此有了这里提到的滚动更新，Rolling Update.

在deployment的定义中，spec.strategy.type有两类：

•Rolling Update:逐渐增加新版本pod•Recreate:先删除旧版本pod，再增加新版本pod

Rolloing Update就能解决前面提到的问题，而对于Rolling Update，又可以通过maxSurge和maxUnavailable来控制。

•maxSurge:制定可以创建的超出期望的pod数量•maxUnavailable:制定升级过程中不可用的pod个数上限

下面先回滚之前的操作，再进行滚动升级。

kubectl rollout undo deployment hellok8s-deployment

•undo: 撤销（回滚）更新操作•deployment: 要进行回滚操作的资源类型，这里指的是 Deployment 资源类型•hellok8s-deployment: Deployment 资源的名称，即deployment.yaml中的metadata.name，并非yaml文件的文件名

回滚之后再查看一下版本：

除了前面端口映射直接访问之外，还可以通过kubectl describe pod [pod-name]来查看pod信息，可以看到已经回滚到v1版本。

除了undo，也可以通过history命令来查看历史版本，结合-- to-revision参数来回滚到指定版本：

kubectl rollout history deployment hellok8s-deploymentkubectl rollout undo deployment/hellok8s-deployment --to-revision=2

下面修改deployment.yaml来进行滚动升级：

apiVersion: apps/v1kind:Deploymentmetadata:  name: hellok8s-deploymentspec:  strategy:     rollingUpdate:      maxSurge:1      maxUnavailable:1  replicas:3  selector:    matchLabels:      app: hellok8stemplate:    metadata:      labels:        app: hellok8s    spec:      containers:- image: rynnnn617/hellok8s:v2        name: hellok8s-container

主要的变化在于：

spec:  strategy:     rollingUpdate:      maxSurge:1      maxUnavailable:1

表示在升级过程中，最多可能会创建4个pod（replicas+maxSurge），最少会有两个pod存活（replicas-maxUnavailable）。

看一下效果：

可以看到，-rwqd5这个pod，是在两个pod升级完成之后再terminating，这就保证了服务的可用性。

未完待续

参考链接：GitHub - guangzhengli/k8s-tutorials: k8s tutorials | k8s 教程

原文始发于微信公众号（Crush Sec）：云原生01—K8s