K8s使用YAML文件创建资源

技术积累LZ

2020-01-08

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由于K8s技术的火爆，导致现在大大小小的企业都在使用，虽然没有普及，但本人相信时迟早的事情，所以抓紧时间多学习一下吧！

在K8s中创建资源的方式有两种：命令行和YAML文件，本次博文主要介绍使用YAML文件的方式，如需使用命令行创建资源请参考K8s资源对象的基本管理

Kubernetes中的YAML文件与配置清单是一样的，根据个人习惯。本次博文统称为YAML文件！

一、YAML文件基础

YAML是专门用来配置文件的语言，非常简洁和强大。与了解的properties、XML、json等数据格式，习惯之后就会发现越来越好用。其实YAML就是结合了大部分的标记语言的特性，整合新开发的。

YAML文件的特点：
层次分明、结构清晰；
使用简单、上手容易；
功能强大、语义丰富；
需要特别注意的是：
大小写敏感；
严格要求缩进；

二、YAML文件使用

1）YAML文件的组成

Kubernetes中的YAML文件主要由五个一级字段组成，分别是：
apiVersion：api版本信息；
kind：指定创建资源对象的类型；
metadata：元数据内部的嵌套字段，定义了资源对象的名称、名称空间等；
spec：规范定义资源应该拥有什么样的特性，依靠控制器确保性能可以满足，满足用户期望的状态。
status：显示资源的当前状态，K8s就是确保当前状态向目标状态无限靠近从而满足用户期望。代表资源当前的状态；

2）获取编写YAML文件的帮助

虽然知道了YAML文件中的一级字段都是什么，但是还是不知道应该怎么写。可以借助以下命令来获取一些帮助信息。

[ ~]# kubectl api-versions           
//获取当前集群支持的 apiserver版本
[ ~]# kubectl api-resources 
//获取全部的api资源对象
[ ~]# kubectl explain deployment
//查看k8s某个对象的配置清单格式，应该包含哪些字段及使用方法
[ ~]# kubectl explain deployment.spec
//这个命令是非常重要的，它可以一级一级来获取帮助

3）YAML文件的基本格式

[ ~]# cat web.yaml 
kind: Deployment                    //指定要创建的资源对象
apiVersion: extensions/v1beta1        //指定deployment所对应的API版本信息
metadata:
  name: web                  //定义deployment的名称
spec:
  replicas: 2                  //指定副本数量
  template:
    metadata:
      labels:                        //指定pod的标签
        app: web_server
    spec:
      containers:
      - name: nginx           //指定pod运行的容器的名称
        image: nginx          //指定运行容器所需的镜像

4）apply创建或更新

[ ~]# kubectl apply -f web.yaml
//使用“-f”来指定yaml文件，根据yaml文件中定义的内容生成所需的资源

apply可以指定多次，如果发现文件不同，则更新

5）delete删除

[ ~]# kubectl delete -f web.yaml
//删除yaml文件中定义的资源

6）验证

[ ~]# kubectl get deployments. web
//查看web控制器所产生的pod
NAME   READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
web    2/2     2            2           5m50s
[ ~]# kubectl describe deployments. web
//查看web控制器的详细信息

返回的结果如下：
K8s使用YAML文件创建资源

这样一来，Kubernetes已经根据YAML文件生成了我们所需的pod资源！

[ ~]# kubectl get pod -o wide          //查看pod的详细信息
NAME                  READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP           NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
web-d6ff6c799-7jtvd   1/1     Running   0          17m   10.244.2.2   node02   <none>           <none>
web-d6ff6c799-7tpdc   1/1     Running   0          17m   10.244.1.2   node01   <none>           <none>

K8s集群内部测试访问：
K8s使用YAML文件创建资源

三、创建YAML文件使K8s中pod的服务能够被外部访问

[ ~]# cat web-svc.yaml 
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  name: web-svc
spec:
  type: NodePort           //指定类型为NodePort，可以让外部访问，否则默认情况下是cluster IP，仅限集群内部访问
  selector:        
    app: web_server             //必须与deployment资源对象的标签进行关联
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80                          //指定要映射到的Cluster  IP的端口
    targetPort: 80                //指定的是要映射pod中的端口
    nodePort: 31000           //指定映射到宿主机的端口，范围是30000~32767
[ ~]# kubectl apply -f web-svc.yaml 
//生成service的控制文件（yaml中已经定义其名称为web-svc）
[ ~]# kubectl get svc web-svc     //查看service控制器
NAME      TYPE       CLUSTER-IP    EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
web-svc   NodePort   10.99.32.22   <none>        80:31000/TCP   12m
//TYPE：为NodePort，可以使外部访问；
//PORT：映射出的端口与我们定义的一样

测试访问：
K8s使用YAML文件创建资源

注意：是访问群集中任意节点都可以访问k8s集群中pod所提供的服务！

四、底层负载均衡实现原理

[ ~]# kubectl describe svc web-svc 
//查看service的详细信息

返回的信息如下：
K8s使用YAML文件创建资源
既然说到，Endpoints指定的是后端pod的IP地址，那么下面进行验证：

[ ~]# kubectl get pod -o wide | awk ‘{print $6}‘
//提取后端pod的IP地址
IP
10.244.2.2
10.244.1.2
//与上述查询的结果一样！

我们知道service是有负载均衡的能力，那么是怎么实现的？

其实，背后的原理并没有那么高大上，kube-proxy通过iptables的转发机制来实现负载均衡的效果的，先定义目标IP是service提供的群集IP，然后使用“-j”选项转发到其他iptables规则，接下来验证一下：

[ ~]# kubectl get svc web-svc | awk ‘{print $3}‘
//首先查看service的群集IP地址
CLUSTER-IP
10.99.32.22
[ ~]# iptables-save | grep 10.99.32.22
//查看iptables规则中与群集IP地址相关的内容
-A KUBE-SERVICES ! -s 10.244.0.0/16 -d 10.99.32.22/32 -p tcp -m comment --comment "default/web-svc: cluster IP" -m tcp --dport 80 -j KUBE-MARK-MASQ
-A KUBE-SERVICES -d 10.99.32.22/32 -p tcp -m comment --comment "default/web-svc: cluster IP" -m tcp --dport 80 -j KUBE-SVC-3RBUQ3B6P3MTQ3S7
从上述结果中可以看出，当目标地址是群集IP时，就会转发到KUBE-SVC-3RBUQ3B6P3MTQ3S7规则中
[ ~]# iptables-save | grep KUBE-SVC-3RBUQ3B6P3MTQ3S7
:KUBE-SVC-3RBUQ3B6P3MTQ3S7 - [0:0]
-A KUBE-NODEPORTS -p tcp -m comment --comment "default/web-svc:" -m tcp --dport 31000 -j KUBE-SVC-3RBUQ3B6P3MTQ3S7
-A KUBE-SERVICES -d 10.99.32.22/32 -p tcp -m comment --comment "default/web-svc: cluster IP" -m tcp --dport 80 -j KUBE-SVC-3RBUQ3B6P3MTQ3S7
-A KUBE-SVC-3RBUQ3B6P3MTQ3S7 -m statistic --mode random --probability 0.50000000000 -j KUBE-SEP-E3SP5QDRAUFB55IC
-A KUBE-SVC-3RBUQ3B6P3MTQ3S7 -j KUBE-SEP-3T3LUFAKMOTS5BKN
//从查询结果中可以看出其负载均衡的效果，因为后端只创建了两个pod，所以其概率为0.5

有关K8s的详细介绍还是建议参考K8s中文文档

————————本文到此为止，感谢阅读————————

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