Kubernetes——Kubectl详解

Kubernetes 集群管理集群资源的唯一入口是通过相应的方法调用 APIServer 的接口
Kubectl 是官方的CLI命令行工具，用于与 APIServer 进行通信，将用户在命令行输入的命令，组织并转化为 APIServer 能识别的信息，进而实现管理 k8s 各种资源的一种有效途径
Kubectl 的命令大全

kubectl --help
k8s中文文档：http://docs.kubernetes.org.cn/683.html

对资源的增、删、查操作比较方便，但对改的操作就不容易了

二、Kubectl命令操作

1.查

kubectl get <resource> [-o wide|json|yaml] [-n namespace]
获取资源的相关信息，-n 指定命名空间，-o 指定输出格式
resource可以是具体资源名称，如pod nginx-xxx；也可以是资源类型，如pod；或者all(仅展示几种核心资源，并不完整)
--all-namespaces 或 -A ：表示显示所有命令空间，
--show-labels ：显示所有标签
-l app ：仅显示标签为app的资源
-l app=nginx ：仅显示包含app标签，且值为nginx的资源

1.1kubectl version——查看版本信息

1.2kubectl api-resources——查看资源对象简写

1.3kubectl cluster-info——查看集群信息

1.4配置Kubectl补全

echo "source <(kubectl completion bash)" >> /root/.bashrc

1.5journalctl -u kubelet -f——查看日志

-u指定服务，-f实时查看日志

1.6kubectl get cs（componentstatuses）——查看节点状态

1.7kubectl get ns——查看命名空间

命令空间的作用：用于允许不同命令空间的相同类型的资源重名

1.8kubectl get all——查看default命名空间的所有资源

1.9kubectl get <resource> --show-labels——查看节点标签

Label类似于键值对，标签的键值对以逗号分隔

1.10kubectl get pod -l label（-A）——根据标签进行条件查找

1.11kubectl get pod -n <namespace>——查看具体命名空间内信息

模糊查找

1.12kubectl describe <resource> [-o wide|json|yaml] [-n namespace]——查看资源详细信息

1.13kubectl logs <resource>——查看资源日志

2.增

2.1kubectl create namespace <name>——创建命名空间

2.2kubectl run <image:name> --image -n <namespace>——指定命名空间中创建资源

2.2.1拓展

由此我们看到刚刚创建的pod是在Node节点上的，现在我们假设Node2节点出现了问题

我们看到Pod也挂掉了，我们再重启Node2节点，发现静态的Pod就不存在了

但是如果对于动态的Pod的话，如果Node2挂掉的话，会重新创建一个新的Pod，并有新的节点来接替Node2的工作，如果再重启Node2之后，那么原来的Pod就会删除

2.3kubectl create deployment <image:name> --image -n <namespace>——指定命名空间中创建自主式Pod资源

这里可以明显看到使用kubectl run创建的资源只有指定的名称，但是我们使用kubectl create deployment创建的资源就会有携带的ID。

Kubectl run创建的资源是存放在节点当中的；Kubectl create deployment创建的资源是存放在etcd中的

3.删

3.1kubectl delete namespace <name>——删除命名空间

此命令谨慎使用，因为如果命名空间中有资源存在，那么该命名空间直接被删除的话，该命名空间中的资源也不复存在了。

3.2kubectl delete pod <name> -n <namespace>——删除Pod资源

如果是删除kubectl run命令创建的资源，一旦删除不会再创建；如果是删除kubectl create deployment 命令创建的资源，一旦删除又会重新创建新的Pod资源；

若pod无法删除，总是处于terminate状态，则要强行删除pod
kubectl delete pod <pod-name> -n <namespace> --force --grace-period=0
#grace-period表示过渡存活期，默认30s，在删除pod之前允许POD慢慢终止其上的容器进程，从而优雅退出，0表示立即终止pod

kubectl run：创建自助式静态Pod
kubectl create deployment：创建deployment控制器管理的Pod

3.3删除副本控制器

kubectl delete deployment nginx-wl -n kube-public
kubectl delete deployment/nginx-wl -n kube-public

4.改

如果容器报错的话，可以跨主机登入相对应的Pod资源内对配置进行修改

5.扩缩容

5.1扩容——针对并发量增加

5.2缩容——针对并发量减少

三、项目生命周期

1.创建——kubectl create

创建并运行一个或多个容器镜像。
创建一个deployment 或job 来管理容器。

kubectl create --help

#启动 nginx 实例，暴露容器端口 80，设置副本数 3 ，设置所处命名空间为 cxk
kubectl create deployment nginx-cxk --image=nginx:1.14 --port=80 --replicas=3 -n cxk

kubectl get all -n cxk

2.发布——kubectl expose

将资源暴露为新的 Service

kubectl expose --help
#查看发布帮助

2.1Service的Type类型

ClusterIP：提供一个集群内部的虚拟IP以供Pod访问（service默认类型)
NodePort：在每个Node上打开一个端口以供外部访问，Kubernetes将会在每个Node上打开一个端口并且每个Node的端口都是一样的，通过 NodeIp:NodePort 的方式Kubernetes集群外部的程序可以访问Service。

每个端口只能是一种服务，端口范围只能是 30000-32767。

LoadBalancer：通过设置LoadBalancer映射到云服务商提供的LoadBalancer地址。这种用法仅用于在公有云服务提供商的云平台上设置Service的场景。通过外部的负载均衡器来访问，通常在云平台部署LoadBalancer还需要额外的费用。

在service提交后，Kubernetes就会调用CloudProvider在公有云上为你创建一个负载均衡服务，并且把被代理的Pod的IP地址配置给负载均衡服务做后端。

ExternalName：将service名称映射到一个DNS域名上，相当于DNS服务的CNAME记录，用于让Pod去访问集群外部的资源，它本身没有绑定任何的资源。 tgc.benet.com www.benet.com

CNAME：别名记录，多个别名记录在一台主机上，用于防止外部攻击，相当于Web服务的防火墙

headless clusterIP 无头模式名称

2.2Port——Kubernetes集群中的Port

Port：是 k8s 集群内部访问service的端口，即通过 ClusterIP: Port 可以从 Pod 所在的 Node 上访问到 Service
NodePort：是外部访问 K8s 集群中 Service 的端口，通过 NodeIP: NodePort 可以从外部访问到某个 Service。
TargetPort：是 Pod 的端口，从 Port 或 NodePort 来的流量经过 Kube-Proxy 反向代理负载均衡转发到后端 Pod 的 TargetPort 上，最后进入容器。
ContainerPort：是 Pod 内部容器的端口，TargetPort 映射到 ContainerPort。

Port和NodePort都是属于四层；整体数据流向为TargetPort接收来自于Port和NodePort传来的情求，再转发给ContainerPort，TargetPort可以理解为Port的防火墙（Pod的防火墙）。

如果想修改Pod端口，要使用TargetPort

2.3测试Service暴露在Cluster集群使其可以访问

kubectl expose deployment nginx-cxk --port=8080 --target-port=80 -n cxk
#创建一个自主式Pod 可以通过8080端口转发至容器的80端口
service/nginx-cxk exposed

kubectl get svc -n cxk
NAME        TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
nginx-cxk   ClusterIP   10.108.238.71   <none>        8080/TCP   9s


curl 10.108.238.71:8080

这里可以看出基本是负载均衡轮询调度算法

2.4测试Port暴露在外部流量中可以使其可以访问

kubectl expose deployment nginx-cxk --port=80 --target-port=80 --type=NodePort -n cxk
service/nginx-cxk exposed


kubectl get svc -n cxk
NAME        TYPE       CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
nginx-cxk   NodePort   10.99.40.137   <none>        80:31119/TCP   7s

这里是算法的问题，按照负载均衡的分流算法

2.6Endpoint——端点

kubectl get endpoints -n cxk
NAME        ENDPOINTS                                      AGE
nginx-cxk   10.244.1.13:80,10.244.1.14:80,10.244.1.15:80   9m5s

kubectl get pod -n cxk
NAME                         READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-cxk-84b96ddc7b-2qbzx   1/1     Running   0          83m
nginx-cxk-84b96ddc7b-fl6xl   1/1     Running   0          83m
nginx-cxk-84b96ddc7b-rcmtn   1/1     Running   0          83m

kubectl delete pod nginx-cxk-84b96ddc7b-2qbzx -n cxk
pod "nginx-cxk-84b96ddc7b-2qbzx" deleted

kubectl get pod -n cxk
NAME                         READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-cxk-84b96ddc7b-fl6xl   1/1     Running   0          84m
nginx-cxk-84b96ddc7b-rcmtn   1/1     Running   0          84m
nginx-cxk-84b96ddc7b-tdj5w   1/1     Running   0          37s

kubectl get endpoints -n cxk
NAME        ENDPOINTS                                      AGE
nginx-cxk   10.244.1.13:80,10.244.1.15:80,10.244.1.16:80   12m
#kubectl create deployment创建的自主式Pod在删除后会自动新建一个新的Pod，那么Endpoint会自动更新其IP地址

#查看关联后端的节点
kubectl get endpoints -n cxk
NAME        ENDPOINTS                                      AGE
nginx-cxk   10.244.1.13:80,10.244.1.15:80,10.244.1.16:80   15m

#查看 service 的描述信息
kubectl describe svc nginx

#查看负载均衡端口
yum install ipvsadm -y
ipvsadm -Ln

#外部访问的IP和端口
TCP  192.168.241.11:31119 rr
  -> 10.244.1.13:80               Masq    1      0          0         
  -> 10.244.1.15:80               Masq    1      0          0         
  -> 10.244.1.16:80               Masq    1      0          0         

#pod集群组内部访问的IP和端口
TCP  10.99.40.137:80 rr
  -> 10.244.1.13:80               Masq    1      0          0         
  -> 10.244.1.15:80               Masq    1      0          0         
  -> 10.244.1.16:80               Masq    1      0          0

3.更新——kubectl set

更改现有应用资源一些信息

#获取修改模板
kubectl set image --help


Examples:
  # Set a deployment's nginx container image to 'nginx:1.9.1', and its busybox container image to 'busybox'.
  kubectl set image deployment/nginx busybox=busybox nginx=nginx:1.9.1

kubectl get pod -n cxk -owide

curl -I 10.244.1.13

kubectl set image deployment nginx-cxk nginx=nginx:1.15 -n cxk

kubectl get svc,pod -n cxk -owide

kubectl get pod -n cxk -owide

kubectl get pod -n cxk -owide

curl -I 10.244.1.17

25%规则，更新的测试无问题之后再删除旧版本，不会重新启动，只会先创建后删除

#处于动态监听 pod 状态，由于使用的是滚动更新方式，所以会先生成一个新的pod，然后删除一个旧的pod，往后依次类推
kubectl get pods -w

4.回滚——kubectl rollout

对资源进行回滚管理

kubectl rollout --help

#查看历史版本
kubectl rollout history deployment/nginx 

#执行回滚到上一个版本
kubectl rollout undo deployment/nginx

#执行回滚到指定版本
kubectl rollout undo deployment/nginx --to-revision=1

#检查回滚状态
kubectl rollout status deployment/nginx

5.删除——kubectl delete

#删除副本控制器
kubectl delete deployment/nginx

#删除service
kubectl delete svc/nginx-service

四、主要发布过程

1.蓝绿发布

蓝绿发布需要对服务的新版本进行冗余部署，一般新版本的机器规格和数量与旧版本保持一致，相当于该服务有两套完全相同的部署环境，只不过此时只有旧版本在对外提供服务，新版本作为热备。当服务进行版本升级时，我们只需将流量全部切换到新版本即可，旧版本作为热备。由于冗余部署的缘故，所以不必担心新版本的资源不够。如果新版本上线后出现严重的程序 BUG，那么我们只需将流量全部切回至旧版本，大大缩短故障恢复的时间。待新版本完成 BUG 修复并重新部署之后，再将旧版本的流量切换到新版本。

优点：用户无感知，业务稳定；缺点：资源消耗大，成本比较高

2.滚动发布

按照比例分批进行滚动更新，K8S的默认更新机制就是滚动发布，无需创建一定比例的Pod，先创建再删除一定旧的Pod

3.金丝雀发布（Canary Release）灰度发布

Deployment控制器支持自定义控制更新过程中的滚动节奏，如“暂停(pause)”或“继续(resume)”更新操作。比如等待第一批新的Pod资源创建完成后立即暂停更新过程，此时，仅存在一部分新版本的应用，主体部分还是旧的版本。然后，再筛选一小部分的用户请求路由到新版本的Pod应用，继续观察能否稳定地按期望的方式运行。确定没问题之后再继续完成余下的Pod资源滚动更新，否则立即回滚更新操作。这就是所谓的金丝雀发布。

先安排一部分Pod，然后暂停更新，安排一小部分用户流量去访问更新的Pod来进行测试，当测试没问题后再扩大比例更新，直至全部更新完成为止

我们新建的Pod的版本为1.14.2的版本

将Pod资源的端口暴露在Service环境中，使得ClusterIP可以访问我们的Pod资源，此时访问的版本也是1.14.2版本

kubectl set image deployment/nginx nginx=nginx:1.15 && kubectl rollout pause deployment/nginx
#更新deployment/nginx nginx镜像变更为1.15版本  且 暂停deployment

监控更新的过程，可以看到已经新增了一个资源，但是并未按照预期的状态去删除一个旧的资源，就是因为使用了pause暂停命令

我们如果访问ServiceIP的话，会将我们调度到新的服务器上，但是这样其实是不允许的，我们要将旧版本的Nginx服务和新版本的Nginx服务进行分离

kubectl expose deployment nginx --name=new-nginx --port=80 --target-port=80 --type=NodePort

我们可以看到新版本的Nginx服务和旧版本的Nginx服务的标签不同，可以根据标签进行分离新旧版本

找到新服务的标签，将其标签写入yaml文件中，使其生效

vim new-nginx.yaml

将selector标签选择器的内容修改为新版本的服务的标签

先删除原来的Sevice，再使用new-nginx.yaml文件生成新的Sevice，那就是此Sevice中只有新版本的一个Pod，做到了新版本的分离。

但是我们访问旧的集群的时候还是会调度到新的版本中，那么我们如何再将旧集群中的新版本进行剔除。

我们还是和新版本一样的建立方法，将标签选择器的内容指定为旧版本的标签

我们发现至此，旧版本集群中不会调度到新版本，新版本也不会调度到旧版本，新旧版本就此完成隔离，这个就是金丝雀发布！

kubectl rollout resume deployment nginx

我们继续将所有的Pod资源完成更新版本升级

五、声明式资源管理方法

适合于对资源的修改操作
声明式资源管理方法依赖于资源配置清单文件对资源进行管理

资源配置清单文件有两种格式：yaml（人性化，易读），json（易于api接口解析）

对资源的管理，是通过事先定义在统一资源配置清单内，再通过陈述式命令应用到k8s集群里
语法格式：kubectl create/apply/delete -f xxxx.yaml

create创建的是一次性的；apply可用于创建也可用于更新资源；delete -f yaml通过yaml格式文件对创建的资源进行统一删除

#查看资源配置清单
kubectl get deployment nginx -o yaml

#解释资源配置清单
kubectl explain deployment.metadata

#修改资源配置清单并应用


离线修改：
kubectl apply -f xxxx.yaml
#注意：当apply不生效时，先使用delete清除资源，再apply创建资源

在线修改：
直接使用 kubectl edit service nginx 在线编辑资源配置清单并保存退出即时生效（如port: 888）
PS：此修改方式不会对yaml文件内容修改

#删除资源配置清单
#陈述式删除：
kubectl delete service nginx

#声明式删除：
kubectl delete -f nginx-svc.yaml

六、总结

1.命令操作

命令	含义
kubectl get （pod、service、namespace、all） -owide	查看资源类型输出详细信息，也可以输出yaml、json格式
kubectl get --all-namespace 或 kubectl get -A	查看所有的命名空间下的资源
kubectl create namespace <name>	查看命名空间
kubectl delete namespace <name>	删除命名空间
kubectl run <image:name> --image -n <namespace>	创建自主式静态Pod
kubectl create deployment <image:name> --image -n <namespace>	用于创建deployment控制器管理的Pod
kubectl delete pod <name> -n <namespace>	删除Pod资源
kubectl scale --replicas=	扩缩容
kubectl describe <resource> [-o wide\|json\|yaml] [-n namespace]	查看pod/deployment 副本详细信息，根据信息查看pod故障

2.Port端口

Port：为Service在ClusterIP在网络中暴露端口

TargetPort：对容器映射在Pod上的端口

NodePort：可以通过K8S集群外部使用NodeIP+NodePort访问Service

ContainerPort：容器内部进程使用的端口

3.数据流向

Kubernetes内部：客户端----->ClusterIP:port----->Targetport----->Pod:IP----->Container:IP
Kubernetes外部：客户端----->NodeIP:Nodeport----->Targetport----->Pod:IP----->Container:IP

4.生命周期

创建：kubectl create <资源类型> <资源名称> --image=<镜像名称> --port=端口 --replication
发布：kubectl expose <资源类型> <资源名称> --port --targetport type=ClusterIP|NodePort
更新：kubectl set image <资源类型> <资源名称> <容器名>-<镜像名> 标签版本
回滚：kubectl rollout undo <资源类型> <资源名称>默认回滚到上一个版本
- kubectl rollout undo <资源类型> <资源名称> --to-revision回滚到指定版本
- kubectl rollout history|status <资源类型> <资源名称>查看历史信息
删除：kubectl delete <资源类型> <资源名称>

5.声明式管理方法

当YAML配置文件发生改动后，使用Create创建资源如果想更新内容的话，需要先删除原有资源再进行通过YAML进行创建；如果使用Apply创建的资源想更新内容的话，可直接执行kubectl apply -f更新即可。