利用 K8S 技术栈打造个人私有云（连载之： K8S 环境理解和练手）

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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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