在之前的几篇文章中,主要还是讲解了关于简单的docker容器该如何进行管理和操作及k8s上手避坑,在接下来的这篇文章开始,我们将继续对k8s模块的学习

pod是啥

在k8s里面,有很多新的技术概念,其中有一个东西被称之为pod。pod是k8s集群里面运行和部署的最小单元,它的设计理念是,一个pod可以承载多个容器,并且共享网络地址和文件系统,内部的容器通过进程间的通信相互访问。

官方图片附上:

复制控制器(Replication Controller,RC)

通常我们在k8s集群里面会有成千上百个pod,那么对于pod的管理也是需要有一定的机制,k8s内部有个叫做RC(Replication Controller) 的复制控制器。

RC主要的是监控pod节点的数目,当我们在启动pod的时候希望有多个pod副本,可以使用RC来控制启动的数目,如果期间有部分pod挂掉了,RC会自动进行重启pod。

k8s里面常见的pod操作场景

1.在实操的过程中,如果你遇到了下边的这种情况,某个pod一直起不来

[root@localhost ~]# kubectl get pods
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
mysql-rc-p8blq 0/1 ErrImagePull 0 16h
nginx 1/1 Running 0 29h
nginx-deployment-54f57cf6bf-f9p92 0/1 ContainerCreating 0 77s
nginx-deployment-54f57cf6bf-mqq7x 0/1 ImagePullBackOff 0 18m
nginx-deployment-9f46bb5-kwxwh 0/1 ImagePullBackOff 0 13m
tomcat-565cd88dc7-qlqtk 1/1 Running 0 2d3h

这个时候pod可能会出现启动失败的情况,那么这个时候该如何去终止对应的pod呢?

通过以下的命令来对容器进行删除即可:

[root@localhost k8s]# kubectl delete -f ./mysql-rc.yaml
replicationcontroller "mysql-rc" deleted
[root@localhost k8s]# kubectl delete -f ./mysql-svc.yaml
service "mysql-svc" deleted
[root@localhost k8s]# kubectl delete -f ./nginx-deployment.yaml
deployment.apps "nginx-deployment" deleted
[root@localhost k8s]# kubectl get pods
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
nginx 1/1 Running 0 29h
tomcat-565cd88dc7-qlqtk 1/1 Running 0 2d3h

2.如何运行单容器的pods

kubectl run example --image=nginx

3.查看某个pod详细信息

[root@localhost k8s]# kubectl get pod nginx -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
nginx 1/1 Running 0 29h 172.17.0.7 minikube <none> <none>

4.查看某pod里面的详情描述内容

[root@localhost k8s]# kubectl describe pod nginx
Name: nginx
Namespace: default
Priority: 0
Node: minikube/10.1.10.51
Start Time: Mon, 02 Dec 2019 09:49:28 +0800
Labels: app=pod-example
Annotations: <none>
Status: Running
IP: 172.17.0.7
IPs:
IP: 172.17.0.7
Containers:
web:
Container ID: docker://53d066b49233d17724b8fd0d5a4d6a963f33e6ea4e0805beb7745ee267683ed8
Image: nginx
Image ID: docker-pullable://nginx@sha256:50cf965a6e08ec5784009d0fccb380fc479826b6e0e65684d9879170a9df8566
Port: 80/TCP
Host Port: 0/TCP
State: Running
Started: Mon, 02 Dec 2019 09:51:22 +0800
Ready: True
Restart Count: 0
Environment: <none>
Mounts:
/var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from default-token-7mltd (ro)
Conditions:
Type Status
Initialized True
Ready True
ContainersReady True
PodScheduled True
Volumes:
default-token-7mltd:
Type: Secret (a volume populated by a Secret)
SecretName: default-token-7mltd
Optional: false
QoS Class: BestEffort
Node-Selectors: <none>
Tolerations: node.kubernetes.io/not-ready:NoExecute for 300s
node.kubernetes.io/unreachable:NoExecute for 300s
Events: <none>

5.替换pod对应的配置规则文件

kubectl replace --force -f 规则文件

6.假设说你在操控pod节点的过程中不小心写错了镜像的地址,导致pod启动失败,这个时候我们可以删除机器上边的某个pod节点,例如:

删除一个name为nginx的pod节点:

[root@localhost k8s]# kubectl delete pod nginx
pod "nginx" deleted

7.删除某台机器上边deployment信息:

[root@localhost k8s]# kubectl delete deployment tomcat
deployment.apps "tomcat" deleted

8.多容器pod启动的步骤

我们启动多个容器的pod时候,最好使用create命令来操作,并且在创建的时候最好是使用yaml(或者json格式)这种文件来对容器的启动进行管理:

 kubectl create -f FILE

通常启动pod的yaml文件的格式基本如下:

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: rss-site
labels:
app: web
spec:
containers:
- name: 容器1
image: 镜像名1
ports:
- containerPort: 80
- name: 容器1
image: 镜像名2
ports:
- containerPort: 88
spec:

如果启动过程中需要有多个docker容器,那么就写多个name,image,ports这类配置即可。

在k8s的pod启动过程中,如果出现多次发现镜像拉取失败的情况,通常是因为镜像源地址出错,这时候需要重置docker镜像源地址:

# vi /etc/docker/daemon.json
{
"registry-mirrors": ["http://hub-mirror.c.163.com"]
}
systemctl restart docker.service

设置好这份json文件之后,我们进行restart操作即可。

编写好了yaml文件之后,再次使用 kubectl create -f FILE命令即可。

最后通过kubectl get pod指令来验证pod的状态即可。

同理,如果我们需要用pod装载java程序的话,例如说是springboot应用,只需要将springboot应用打包成docker镜像,然后在yml配置里面引入就好了。

9.查看pod内部节点的日志信息

kubectl logs <pod_name>
kubectl logs -f <pod_name> #类似tail -f的方式查看(tail -f 实时查看日志文件 tail -f 日志文件log)

前边我们主要都是讲解一些基于容器化技术的实战,操作了这么多容器化的api命令,其背后架构的设计思路却又是怎样的呢?

10.kubernetes的基本架构

用一句简单的话语来介绍,kubernetes就是一个容器的集群管理系统,通过kubernetes可以实现对于容器集群化的自动化部署,自动化扩容,维护等作用。

kubernetes集群是由一个master来负责对各个节点进行管理的,其中被管理的各个node节点可能会是一些虚拟机或者小型机器。在每个node节点上都会运作有各种各样的pod,而pod通常会是各种各样的docker容器。

基本的架构图如下所示:

Master模块

kubectl主要的作用是对kubernetes发送命令,通过使用apiserver来调用kubernets对内部的各个node节点进行部署和控制。

ApiServer的主要工作就是对各个node节点进行增删改查,提到对节点数据的操作,我们不得不得说明一下etcd。etcd主要是存储一些节点的数据信息,并且每次kubectl发送过来的指令都会被apiserver先存储到etcd中。

Controller manager 的作用主要是监控各个容器的情况。Controller manager会通过监听Api Server里面的提供的一个List Watch接口来监控各个集群资源的数据,从而调整资源的状态。

举个栗子来讲:

在成百上千的微服务系统中,假设说某个节点出现了crash,那么这个时候Controller manager就会自动地进行节点的修复,故障转移,这样就能很好地减轻了运维人员的压力。

Scheduler 主要是一个调度的作用,将容器部署到指定的机器上边,然后将pod和node资源进行映射,当节点数目变多了之后,scheduler会自动进行资源的分配。所以说白了,Scheduler是老大,它来决定每个pod要放置在哪个node上边,并且命令kubelet进行容器的部署。

Node模块

Node是k8s的工作节点,Node 一般是一个虚拟机或者物理机,每个 node 上都运行三个服务,分别是Container runtime,kubelet,kube-proxy三类。

kubelet 主要是负责接收master的命令,并且执行,同时还要维护容器的生命周期。
kube-proxy 主要的作用就是负责负载均衡,处理流量的转发问题。

Container runtime 是负责镜像管理以及pod和容器的真正运行。

从K8s的系统架构、技术概念和设计理念,我们可以看到K8s系统最核心的两个设计理念:一个是容错性,一个是易扩展性。容错性实际是保证K8s系统稳定性和安全性的基础,易扩展性是保证K8s对变更友好,可以快速迭代增加新功能的基础。

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