第三章 资源管理

本章节主要介绍yaml语法和kubernetes的资源管理方式

资源管理介绍

在kubernetes中，所有的内容都抽象为资源，用户需要通过操作资源来管理kubernetes。

​ kubernetes的本质上就是一个集群系统，用户可以在集群中部署各种服务，所谓的部署服务，其实就是在kubernetes集群中运行一个个的容器，并将指定的程序跑在容器中。

​ kubernetes的最小管理单元是pod而不是容器，所以只能将容器放在Pod中，而kubernetes一般也不会直接管理Pod，而是通过Pod控制器来管理Pod的。

​ Pod可以提供服务之后，就要考虑如何访问Pod中服务，kubernetes提供了Service资源实现这个功能。

​ 当然，如果Pod中程序的数据需要持久化，kubernetes还提供了各种存储系统。

学习kubernetes的核心，就是学习如何对集群上的Pod、Pod控制器、Service、存储等各种资源进行操作

YAML语言介绍

​ YAML是一个类似 XML、JSON 的标记性语言。它强调以数据为中心，并不是以标识语言为重点。因而YAML本身的定义比较简单，号称"一种人性化的数据格式语言"。

<heima>
	<age>15</age>
    <address>Beijing</address>
</heima>

heima:
  age: 15
  address: Beijing

YAML的语法比较简单，主要有下面几个：

• 大小写敏感
• 使用缩进表示层级关系
• 缩进不允许使用tab，只允许空格( 低版本限制 )
• 缩进的空格数不重要，只要相同层级的元素左对齐即可
• '#'表示注释

YAML支持以下几种数据类型：

• 纯量：单个的、不可再分的值
• 对象：键值对的集合，又称为映射（mapping）/ 哈希（hash） / 字典（dictionary）
• 数组：一组按次序排列的值，又称为序列（sequence） / 列表（list）

# 纯量, 就是指的一个简单的值，字符串、布尔值、整数、浮点数、Null、时间、日期
# 1 布尔类型
c1: true (或者True)
# 2 整型
c2: 234
# 3 浮点型
c3: 3.14
# 4 null类型 
c4: ~  # 使用~表示null
# 5 日期类型
c5: 2018-02-17    # 日期必须使用ISO 8601格式，即yyyy-MM-dd
# 6 时间类型
c6: 2018-02-17T15:02:31+08:00  # 时间使用ISO 8601格式，时间和日期之间使用T连接，最后使用+代表时区
# 7 字符串类型
c7: heima     # 简单写法，直接写值 , 如果字符串中间有特殊字符，必须使用双引号或者单引号包裹 
c8: line1
    line2     # 字符串过多的情况可以拆成多行，每一行会被转化成一个空格

# 对象
# 形式一(推荐):
heima:
  age: 15
  address: Beijing
# 形式二(了解):
heima: {age: 15,address: Beijing}

# 数组
# 形式一(推荐):
address:
  - 顺义
  - 昌平	
# 形式二(了解):
address: [顺义,昌平]

小提示：

​ 1 书写yaml切记: 后面要加一个空格

​ 2 如果需要将多段yaml配置放在一个文件中，中间要使用---分隔

​ 3 下面是一个yaml转json的网站，可以通过它验证yaml是否书写正确

​ https://www.json2yaml.com/convert-yaml-to-json

资源管理方式

• 命令式对象管理：直接使用命令去操作kubernetes资源

  kubectl run nginx-pod --image=nginx:1.17.1 --port=80

• 命令式对象配置：通过命令配置和配置文件去操作kubernetes资源

  kubectl create/patch -f nginx-pod.yaml

• 声明式对象配置：通过apply命令和配置文件去操作kubernetes资源

  kubectl apply -f nginx-pod.yaml

类型	操作对象	适用环境	优点	缺点
命令式对象管理	对象	测试	简单	只能操作活动对象，无法审计、跟踪
命令式对象配置	文件	开发	可以审计、跟踪	项目大时，配置文件多，操作麻烦
声明式对象配置	目录	开发	支持目录操作	意外情况下难以调试

命令式对象管理

kubectl命令

​ kubectl是kubernetes集群的命令行工具，通过它能够对集群本身进行管理，并能够在集群上进行容器化应用的安装部署。kubectl命令的语法如下：

kubectl [command] [type] [name] [flags]

comand：指定要对资源执行的操作，例如create、get、delete

type：指定资源类型，比如deployment、pod、service

name：指定资源的名称，名称大小写敏感

flags：指定额外的可选参数

# 查看所有pod
kubectl get pod 

# 查看某个pod
kubectl get pod pod_name

# 查看某个pod,以yaml格式展示结果
kubectl get pod pod_name -o yaml

资源类型

kubernetes中所有的内容都抽象为资源，可以通过下面的命令进行查看:

kubectl api-resources

经常使用的资源有下面这些：

<tr>
    <th>资源分类</th>
    <th>资源名称</th>
	<th>缩写</th>
	<th>资源作用</th>
</tr>
<tr>
    <td rowspan="2">集群级别资源</td>
    <td>nodes</td>
    <td>no</td>
	<td>集群组成部分</td>
</tr>
<tr>
	<td>namespaces</td>
    <td>ns</td>
	<td>隔离Pod</td>
</tr>
<tr>
	<td>pod资源</td>
    <td>pods</td>
    <td>po</td>
	<td>装载容器</td>
</tr>
<tr>
	<td rowspan="8">pod资源控制器</td>
    <td>replicationcontrollers</td>
    <td>rc</td>
	<td>控制pod资源</td>
</tr>
<tr>
    <td>replicasets</td>
    <td>rs</td>
	<td>控制pod资源</td>
</tr>
<tr>
    <td>deployments</td>
    <td>deploy</td>
	<td>控制pod资源</td>
</tr>
<tr>
    <td>daemonsets</td>
    <td>ds</td>
	<td>控制pod资源</td>
</tr>
<tr>
    <td>jobs</td>
    <td></td>
	<td>控制pod资源</td>
</tr>	
<tr>
    <td>cronjobs</td>
    <td>cj</td>
	<td>控制pod资源</td>
</tr>	
<tr>
    <td>horizontalpodautoscalers</td>
    <td>hpa</td>
	<td>控制pod资源</td>
</tr>	
<tr>
    <td>statefulsets</td>
    <td>sts</td>
	<td>控制pod资源</td>
</tr>
<tr>
	<td rowspan="2">服务发现资源</td>
    <td>services</td>
    <td>svc</td>
	<td>统一pod对外接口</td>
</tr>
<tr>
    <td>ingress</td>
    <td>ing</td>
	<td>统一pod对外接口</td>
</tr>
<tr>
	<td rowspan="3">存储资源</td>
    <td>volumeattachments</td>
    <td></td>
	<td>存储</td>
</tr>
<tr>
    <td>persistentvolumes</td>
    <td>pv</td>
	<td>存储</td>
</tr>
<tr>
    <td>persistentvolumeclaims</td>
    <td>pvc</td>
	<td>存储</td>
</tr>
<tr>
	<td rowspan="2">配置资源</td>
    <td>configmaps</td>
    <td>cm</td>
	<td>配置</td>
</tr>
<tr>
    <td>secrets</td>
    <td></td>
	<td>配置</td>
</tr>

操作

kubernetes允许对资源进行多种操作，可以通过--help查看详细的操作命令

kubectl --help

经常使用的操作有下面这些：

<tr>
    <th>命令分类</th>
    <th>命令</th>
	<th>翻译</th>
	<th>命令作用</th>
</tr>
<tr>
    <td rowspan="6">基本命令</td>
    <td>create</td>
    <td>创建</td>
	<td>创建一个资源</td>
</tr>
<tr>
	<td>edit</td>
    <td>编辑</td>
	<td>编辑一个资源</td>
</tr>
<tr>
	<td>get</td>
    <td>获取</td>
    <td>获取一个资源</td>
</tr>

	<td>patch</td>
    <td>更新</td>
    <td>更新一个资源</td>
</tr>
<tr>
    <td>delete</td>
    <td>删除</td>
	<td>删除一个资源</td>
</tr>
<tr>
    <td>explain</td>
    <td>解释</td>
	<td>展示资源文档</td>
</tr>
<tr>
    <td rowspan="10">运行和调试</td>
    <td>run</td>
    <td>运行</td>
	<td>在集群中运行一个指定的镜像</td>
</tr>
<tr>
    <td>expose</td>
    <td>暴露</td>
	<td>暴露资源为Service</td>
</tr>
<tr>
    <td>describe</td>
    <td>描述</td>
	<td>显示资源内部信息</td>
</tr>
<tr>
    <td>logs</td>
    <td>日志</td>
	<td>输出容器在 pod 中的日志</td>
</tr>	
<tr>
    <td>attach</td>
    <td>缠绕</td>
	<td>进入运行中的容器</td>
</tr>	
<tr>
    <td>exec</td>
    <td>执行</td>
	<td>执行容器中的一个命令</td>
</tr>	
<tr>
    <td>cp</td>
    <td>复制</td>
	<td>在Pod内外复制文件</td>
</tr>
	<tr>
	<td>rollout</td>
    <td>首次展示</td>
	<td>管理资源的发布</td>
</tr>
<tr>
	<td>scale</td>
    <td>规模</td>
	<td>扩(缩)容Pod的数量</td>
</tr>
<tr>
	<td>autoscale</td>
    <td>自动调整</td>
	<td>自动调整Pod的数量</td>
</tr>
<tr>
	<td rowspan="2">高级命令</td>
    <td>apply</td>
    <td>rc</td>
	<td>通过文件对资源进行配置</td>
</tr>
<tr>
    <td>label</td>
    <td>标签</td>
	<td>更新资源上的标签</td>
</tr>
<tr>
	<td rowspan="2">其他命令</td>
    <td>cluster-info</td>
    <td>集群信息</td>
	<td>显示集群信息</td>
</tr>
<tr>
    <td>version</td>
    <td>版本</td>
	<td>显示当前Server和Client的版本</td>
</tr>

下面以一个namespace / pod的创建和删除简单演示下命令的使用：

# 创建一个namespace
[root@master ~]# kubectl create namespace dev
namespace/dev created

# 获取namespace
[root@master ~]# kubectl get ns
NAME              STATUS   AGE
default           Active   21h
dev               Active   21s
kube-node-lease   Active   21h
kube-public       Active   21h
kube-system       Active   21h

# 在此namespace下创建并运行一个nginx的Pod
[root@master ~]# kubectl run pod --image=nginx -n dev
kubectl run --generator=deployment/apps.v1 is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use kubectl run --generator=run-pod/v1 or kubectl create instead.
deployment.apps/pod created

# 查看新创建的pod
[root@master ~]# kubectl get pod -n dev
NAME                   READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod-864f9875b9-pcw7x   1/1     Running   0          21s

# 删除指定的pod
[root@master ~]# kubectl delete pod pod-864f9875b9-pcw7x
pod "pod-864f9875b9-pcw7x" deleted

# 删除指定的namespace
[root@master ~]# kubectl delete ns dev
namespace "dev" deleted

命令式对象配置

命令式对象配置就是使用命令配合配置文件一起来操作kubernetes资源。

1） 创建一个nginxpod.yaml，内容如下：

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: dev

---

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginxpod
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - name: nginx-containers
    image: nginx:1.17.1

2）执行create命令，创建资源：

[root@master ~]# kubectl create -f nginxpod.yaml
namespace/dev created
pod/nginxpod created

此时发现创建了两个资源对象，分别是namespace和pod

3）执行get命令，查看资源：

[root@master ~]#  kubectl get -f nginxpod.yaml
NAME            STATUS   AGE
namespace/dev   Active   18s

NAME            READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/nginxpod    1/1     Running   0          17s

这样就显示了两个资源对象的信息

4）执行delete命令，删除资源：

[root@master ~]# kubectl delete -f nginxpod.yaml
namespace "dev" deleted
pod "nginxpod" deleted

此时发现两个资源对象被删除了

总结:
	命令式对象配置的方式操作资源，可以简单的认为：命令  +  yaml配置文件（里面是命令需要的各种参数）

声明式对象配置

声明式对象配置跟命令式对象配置很相似，但是它只有一个命令apply。

# 首先执行一次kubectl apply -f yaml文件，发现创建了资源
[root@master ~]#  kubectl apply -f nginxpod.yaml
namespace/dev created
pod/nginxpod created

# 再次执行一次kubectl apply -f yaml文件，发现说资源没有变动
[root@master ~]#  kubectl apply -f nginxpod.yaml
namespace/dev unchanged
pod/nginxpod unchanged

总结:
    其实声明式对象配置就是使用apply描述一个资源最终的状态（在yaml中定义状态）
	使用apply操作资源：
        如果资源不存在，就创建，相当于 kubectl create
		如果资源已存在，就更新，相当于 kubectl patch

扩展：kubectl可以在node节点上运行吗 ?

​ kubectl的运行是需要进行配置的，它的配置文件是$HOME/.kube，如果想要在node节点运行此命令，需要将master上的.kube文件复制到node节点上，即在master节点上执行下面操作：

scp  -r  HOME/.kube   node1: HOME/
 scp -r ~/.kube kht142: ~/

使用推荐: 三种方式应该怎么用 ?

创建/更新资源 使用声明式对象配置 kubectl apply -f XXX.yaml

删除资源 使用命令式对象配置 kubectl delete -f XXX.yaml

查询资源 使用命令式对象管理 kubectl get(describe) 资源名称