Kubernetes核心实战

kubernetes（一）概述与架构
kubernetes（二）创建集群
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官网 Kubernetes 文档 | Kubernetes
B站课程：https://www.bilibili.com/video/BV13Q4y1C7hS/?p=41

1.Namespace

名称空间，用来对集群资源进行隔离划分。默认只隔离资源，不隔离网络

在这里插入图片描述

1.1 查看

kubectl get namespace
# 或者写简称ns
kubectl get ns

# kubectl get pods说明
kubectl get pods    # 只获取默认名称空间（default）下的pod
kubectl get pods -A    # 查看所有
kubectl get pods -n 具体的namespace    # 查看指定名称空间下的pod

返回结果示例

[root@k8s-master ~]# kubectl get ns
NAME                   STATUS   AGE
default                Active   20d
kube-flannel           Active   20d
kube-node-lease        Active   20d
kube-public            Active   20d
kube-system            Active   20d
kubernetes-dashboard   Active   7d1h

1.2 创建与删除

命令行方式

kubectl create ns hello
kubectl get ns
# 会把该名称空间下部署的所有资源连带删除
kubectl delete ns hello

YAML方式

hello.yaml

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: hello

执行命令

# 创建yaml文件，粘贴上面的内容创建名称空间
vim hello.yaml
kubectl apply -f hello.yaml
kubectl get ns
kubectl delete -f hello.yaml

2.Pod

运行中的一组容器，Pod是kubernetes中应用的最小单位

一个pod中可以有多个容器

在这里插入图片描述

2.1 创建删除

命令方式

kubectl run mynginx --image=nginx
kubectl delete pod 具体Pod名字
# -n可以指定多个命名空间，myapp和mynginx都是pod的名字
kubectl delete pod myapp mynginx -n default

yaml方式

pod.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    run: mynginx
  name: mynginx
#  namespace: default
spec:
  containers:
  - image: nginx
    name: mynginx

执行命令

kubectl apply -f pod.yaml
kubectl delete -f pod.yaml

2.2 补充

# 查看default名称空间的Pod
kubectl get pod
# 描述
kubectl describe pod 具体Pod名字

# 查看Pod的运行日志
kubectl logs 具体Pod名字
# 查看Pod的运行日志 追踪
kubectl logs -f 具体Pod名字

# 每个Pod - k8s都会分配一个ip。【-owide】可以分开写成【-o wide】，是查看详细信息
# 集群中的任意一个机器以及任意的应用都能通过Pod分配的ip来访问这个Pod
kubectl get pod -owide
# 使用Pod的ip+pod里面运行容器的端口
curl 192.168.169.136

# 进入容器
kubectl exec -it mynginx -- /bin/bash

2.3 一个pod部署多个container

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    run: myapp
  name: myapp
spec:
  containers:
  - image: nginx
    name: nginx
  - image: tomcat:8.5.68
    name: tomcat

在这里插入图片描述

3.Deployment

控制Pod，使Pod拥有多副本，自愈，扩缩容等能力

# 简单地只创建一个pod的话，pod被删了就不存在了
kubectl run mynginx --image=nginx
# 用deployment部署的pod有自愈能力，删了pod后deployment会再给启动pod，保证pod副本个数
kubectl create deployment mytomcat --image=tomcat:8.5.68

# 查看状态等信息（deployment可以简写为deploy）
kubectl get deployment
# 删除deployment
kubectl delete deploy mytomcat

3.1 多副本

多副本，使用命令行创建deployment的话，添加参数--replicas=3

# 创建一次部署，名字叫my-dep，image用什么镜像，replicas副本总共数量
kubectl create deployment my-dep --image=nginx --replicas=3

多副本，使用yaml创建deployment

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: my-dep
  name: my-dep
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: my-dep
  template:
    metadata:
      labels:
        app: my-dep
    spec:
      containers:
      - image: nginx
        name: nginx

3.2 扩缩容

在这里插入图片描述

# 每隔 1 秒执行一次`kubelet get pod`命令
watch -n 1 kubelet get pod
# 把my-dep这个deployment由3个扩为5个，上面watch监控命令会变化
kubectl scale deploy/my-dep --replicas=5
# 缩容至2个
kubectl scale deploy/my-dep --replicas=2

扩缩容也可以这样做

kubectl get deploy
kubectl edit deployment my-dep
# 修改【replicas】的数值，保存后自动生效

3.3 自愈&故障转移

停机
删除Pod
容器崩溃
……

自愈能力

# 监控pod变化
watch -n 1 kubelet get pod
# 查看pod详细信息，包括pod在哪个node机器上
kubectl get pod -owide

# 在具体node机器上杀死某容器，观察watch命令的变化，可以看到自愈能力，又让该容器启动了
docker stop 容器id

故障转移

# 也是监控pod变化的命令，是k8s提供的，追加打印，可以看到变化过程
kubelet get pod -w
# 查看pod详细信息，包括pod在哪个node机器上
kubectl get pod -owide

# 将具体node机器强制关机，可以看到故障转移

3.4 滚动更新

启动新pod，成功了再删掉旧pod，实现平滑升级。不停服更新首先要保证新老版本应用都可以正常读写数据库。

# 让该deployment信息以yaml方式输出，可以看my-dep这个deployment用的什么镜像
kubectl get deploy my-dep -oyaml
# 监控pod变化
kubelet get pod -w
watch -n 1 kubelet get pod

# 滚动更新。yaml中spec.containers下的name是nginx，所以写【nginx=】
kubectl set image deployment/my-dep nginx=nginx:1.16.1 --record
# 查看名为my-dep的部署的状态。【rollout status】显示关于该部署更新的进度，例如更新是否成功，正在进行中，或者遇到了错误。
kubectl rollout status deployment/my-dep

3.5 版本回退

# 历史记录。可看版本的变更记录及其原因
kubectl rollout history deployment/my-dep
# 查看某个历史详情
kubectl rollout history deployment/my-dep --revision=2

# 回滚到上次
kubectl rollout undo deployment/my-dep
# 回滚到指定版本
kubectl rollout undo deployment/my-dep --to-revision=2

3.6 Deployment和其他工作负载

除了Deployment，k8s还有 StatefulSet 、DaemonSet 、Job 等类型资源。我们都称为 工作负载。

实际工作场景中一般不会直接部署pod，而是使用工作负载控制pod，使其功能更强大。

无状态应用使用 Deployment 部署，有状态应用使用 StatefulSet 部署。

官网 - 工作负载资源 | Kubernetes

在这里插入图片描述

名称	部署类型	使用场景举例和特点
Deployment	无状态应用	比如微服务。提供多副本等功能。
StatefulSet	有状态应用	比如redis。提供稳定的存储、网络等功能。
DaemonSet	守护型应用	比如日志收集组件。在每个机器都运行一份。
Job/CronJob	定时任务	比如垃圾清理组件。可以在指定时间运行。

4.Service

将一组 Pods 公开为网络服务的抽象方法。

4.1 ClusterIP

在这里插入图片描述

使用命令方式

# 暴露的service只能在集群内访问，因为该命令末尾默认的是【--type=clusterIP】
kubectl expose deployment my-dep --port=8000 --target-port=80
# 集群内使用service的ip:port就可以负载均衡的访问

# 使用标签检索Pod
kubectl get pod -l app=my-dep

curl 10.96.8.0:8000

使用yaml方式

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: my-dep
  name: my-dep
spec:
  selector:
    app: my-dep    # 此处决定选中哪组pod。此处app的值是【kubectl get pod --show-lables】显示的app=my-dep
  ports:
  - port: 8000
    protocol: TCP
    targetPort: 80
#  type: ClusterIP    # 默认就是ClusterIp

4.2 NodePort

NodePort这种暴露方式集群外也可以访问。暴露的该服务在每一个节点都会开个端口，可使用每个节点的【公网ip:端口】访问。NodePort范围在 30000-32767 之间

命令方式

kubectl expose deployment my-dep --port=8000 --target-port=80 --type=NodePort

# 可看到PORTS列为【8000:30948/TCP】，30948为随机生成的端口
kubectl get svc

curl 10.96.91.238:8000

yaml方式

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: my-dep
  name: my-dep
spec:
  ports:
  - port: 8000
    protocol: TCP
    targetPort: 80
  selector:
    app: my-dep
  type: NodePort

4.3 补充弹幕讨论

回答一下为什么不用：最上面的HA和堡垒机做负载均衡，服务器层nginx做了服务器的负载均衡，业务代码层nacos做了微服务的发现和负载均衡，那k8s的地位是不是有点尴尬

必须是一组相同的服务，mysql主备虽然都是mysql，但一个主服务一个备服务，有状态服务，是不同组；某组业务微服务，无状态服务，才叫一组

5.Ingress

官网 - Welcome - Ingress-Nginx Controller

Ingress可以成为集群流量的唯一入口

Ingress底层就是拿Nginx来做的

在这里插入图片描述

5.1 安装

wget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/controller-v0.47.0/deploy/static/provider/baremetal/deploy.yaml

# 修改镜像
vi deploy.yaml
# 将image的值改为如下值：
registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/lfy_k8s_images/ingress-nginx-controller:v0.46.0

kubectl apply -f ingress.yaml

# 检查安装的结果
kubectl get pod,svc -n ingress-nginx

# 最后别忘记把svc暴露的端口要放行

PORT列有显示开放的端口，之后所有的请求都应该发给31405（http）或32401（https），由网关统一处理

在这里插入图片描述

5.2 准备测试环境

【准备测试环境】阶段只做到【curl 10.96.58.176:8000】即可，
根据域名【hello.atguigu.com:31405】和【demo.atguigu.com:31405/nginx】经过Ingress层转发请求到达相应的服务，是下一步【域名访问】的内容。

在这里插入图片描述

执行命令

vim test.yaml
# 【kubectl apply -f test.yaml】执行后显示如下
# deployment.apps/hello-server created
# deployment.apps/nginx-demo created
# service/nginx-demo created
# service/hello-server created
kubectl apply -f test.yaml
kubectl get svc
curl 10.96.58.176:8000

test.yaml内容

kubectl apply -f test.yaml应用如下内容，产生几个部署（deployment）

nginx-demo这个service负载均衡网络，选中app为nginx-demo的2个pod，端口8000。hello-server同理

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: hello-server
spec:
  replicas: 2    # hello-server这个deploy有2个副本
  selector:
    matchLabels:
      app: hello-server
  template:
    metadata:
      labels:
        app: hello-server
    spec:
      containers:
      - name: hello-server
        image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/lfy_k8s_images/hello-server
        ports:
        - containerPort: 9000
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: nginx-demo
  name: nginx-demo
spec:
  replicas: 2    # nginx-demo这个deploy有2个副本
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx-demo
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx-demo
    spec:
      containers:
      - image: nginx
        name: nginx
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: nginx-demo
  name: nginx-demo
spec:
  selector:
    app: nginx-demo
  ports:
  - port: 8000
    protocol: TCP
    targetPort: 80
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: hello-server
  name: hello-server
spec:
  selector:
    app: hello-server
  ports:
  - port: 8000
    protocol: TCP
    targetPort: 9000

测试。访问hello-server会返回打印Hello World！

在这里插入图片描述

5.3 域名访问

vim ingress-rule.yaml
kubectl apply -f ingress-rule.yaml
# 查看ingress里的规则
kubectl get ingress
# 修改配置。ing是ingress简写，因为在default名称空间下，所以不用加-n参数指定
kubectl edit ing ingress-host-bar

yaml内容

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress  
metadata:
  name: ingress-host-bar    # 不重复即可
spec:
  ingressClassName: nginx
  rules:
  - host: "hello.atguigu.com"
    http:
      paths:
      - pathType: Prefix    # 前缀模式
        path: "/"    # hello.atguigu.com域名下的所有请求，前缀是/，即【hello.atguigu.com/】
        backend:
          service:
            name: hello-server    # backend是后台服务，转发给hello-server这个后台服务
            port:
              number: 8000
  - host: "demo.atguigu.com"
    http:
      paths:
      - pathType: Prefix
        path: "/nginx"  # 把请求会转给下面的服务，下面的服务一定要能处理这个路径，不能处理就是404
        backend:
          service:
            name: nginx-demo  # 此处以后使用java等微服务模块，要求path都带前缀/api的话，可以使用路径重写，去掉前缀nginx
            port:
              number: 8000

域名应该是申请购买，此处用添加域名映射的方式演示

对连接云服务器使用的物理主机修改hosts文件，添加master节点的域名映射

139.198.165.238 hello.atguigu.com
139.198.165.238 demo.atguigu.com

修改了host文件的主机的浏览器中访问hello.atguigu.com:31405和demo.atguigu.com:31405/nginx

5.4 路径重写

以后使用java等微服务模块，要求path都带前缀/api的话，可以使用路径重写，去掉前缀nginx，详见官网文档Ingress路径重写 - Annotations - Ingress-Nginx Controller

在这里插入图片描述

官网示例 - Rewrite - Ingress-Nginx Controller

$ echo '
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/use-regex: "true"
    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /$2
  name: rewrite
  namespace: default
spec:
  ingressClassName: nginx
  rules:
  - host: rewrite.bar.com
    http:
      paths:
      - path: /something(/|$)(.*)
        pathType: ImplementationSpecific
        backend:
          service:
            name: http-svc
            port: 
              number: 80
' | kubectl create -f -

以上官网示例的作用

In this ingress definition, any characters captured by (.*) will be assigned to the placeholder $2, which is then used as a parameter in the rewrite-target annotation.

在此入口定义中，捕获 (.*) 的任何字符都将分配给占位符 $2 ，然后将其用作 rewrite-target 注释中的参数。

For example, the ingress definition above will result in the following rewrites:

例如，上面的入口定义将导致以下重写：

rewrite.bar.com/something rewrites to rewrite.bar.com/
rewrite.bar.com/something/ rewrites to rewrite.bar.com/
rewrite.bar.com/something/new rewrites to rewrite.bar.com/new

修改【域名访问】中的ingress-rule.yaml

加上了这句注解信息metadata.annotations.nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /$2表示指定一个重写目标/$2，它将会替换发起HTTP请求时的URL。/$2 表示被提取的第二个正则表达式组。在本例中，由于只有一个正则表达式组，所以其实/$2表示正则表达式的结果。

将spec.rules.http.paths.path改为/something(/|$)(.*)。这行配置确定哪些HTTP请求会被应用重写规则。定义的URL前缀是/something，然后是两个可能的字符（/ 或者 结束字符），接下来是任意的字符序列（.*）。所以，这条规则将会应用到所有以/something开头的HTTP请求，无论它们是否有更多路径（譬如/something/more）

换句话说，如果有入站请求的URL path匹配了/something(/|$)(.*)，重写后的请求path将会被Nginx服务器重定向到/$2，$2代表的是输入URL path的(/|$)(.*)部分。因此，这样的设定可以帮助我们处理特定模式的URL，并且可以根据这些URL path的内容进行动态地重写和路由。

vim ingress-rule.yaml
kubectl apply -f ingress-rule.yaml
# 查看ingress里的规则
kubectl get ingress

现在访问【demo.atguigu.com:31405/nginx】就相当于【demo.atguigu.com:31405/】

5.5 流量限制

官网 - Annotations - Ingress-Nginx Controller

在这里插入图片描述

nginx.ingress.kubernetes.io/limit-rps: number of requests accepted from a given IP each second. The burst limit is set to this limit multiplied by the burst multiplier, the default multiplier is 5. When clients exceed this limit, limit-req-status-code default: 503 is returned.

nginx.ingress.kubernetes.io/limit-rps ：每秒从给定 IP 接受的请求数。突发限值设置为此限值乘以突发乘数，默认乘数为 5。当客户端超过此限制时，将返回 limit-req-status-code 默认值：503。

先对连接云服务器使用的物理主机修改hosts文件，添加域名映射139.198.165.238 haha.atguigu.com

yaml配置中，访问haha.atguigu.com会转发到nginx-demo服务，nginx.ingress.kubernetes.io/limit-rps: "1"让请求进行流量限制：每秒通过1个请求。

ingress-rule-2.yaml

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: ingress-limit-rate
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/limit-rps: "1"
spec:
  ingressClassName: nginx
  rules:
  - host: "haha.atguigu.com"
    http:
      paths:
      - pathType: Exact    # 精确模式，访问【haha.atguigu.com/】会匹配该规则转发到nginx-demo服务，访问【haha.atguigu.com/abc】不会匹配该规则
        path: "/"
        backend:
          service:
            name: nginx-demo
            port:
              number: 8000

执行命令

vim ingress-rule-2.yaml
kubectl apply -f ingress-rule-2.yaml
kubectl get ingress

等address分配好ip之后才算生效，再测试访问【haha.atguigu.com:31405】，疯狂刷新就偶尔能看到503，偶尔能成功返回Nginx页面。

在这里插入图片描述

5.6 总结-网络模型

在这里插入图片描述

三台机器会部署很多Pod

相同颜色的就是一组Pod，这些Pod要想能提供访问，则将其抽象成一个Service。

Ingress前面可以做一层LB（Load Balance 负载均衡），这个前置负载均衡器可以购买或者自己搭建，由LB将请求流量分发到三台机器，就是相当于分发给具体机器的Ingress。

Ingress收到请求后，可以按照域名、路径等各种规则，将请求交给相应的Service。

Service负责了一组Pod，将请求交给其中一个Pod。

所以K8s中产生了三层网络：

所有的Pod。在安装搭建时--pod-network-cidr=192.168.0.0/16配置了网络范围，Pod层的网络是互通的（所有Pod之间通过ip也能访问通）。
一组Pod的Service层网络。在安装搭建时--service-cidr=10.96.0.0/16配置了网络范围，Service与Service之间也是互通的。Pod可以通过Service访问到别的组的Pod。
Ingress层。请求流量先到达Ingress层，再到达Service层，再到达Pod。

6.存储抽象

6.1 简介

单纯只使用Docker时，三台机器部署的各个Pod，可以将容器内部的路径与物理机的路径做数据卷映射

在这里插入图片描述

但使用了k8s这样会有问题，比如3号机器的一个Pod宕机，k8s判断它挂了，故障转移使得在2号机器启动了该Pod，那3号机器的物理机路径存储的数据不会转移2号机器上，因此2号机器新启动的Pod是没有历史数据的。

在这里插入图片描述

k8s可以把挂载统一管理起来，形成存储层。Pod想要挂载什么，找存储层获得分配的空间。故障转移在另外的机器启动了Pod，存储层也会找到该Pod之前存储的数据。

存储层可以使用的技术有很多，比如Clusterfs、NFS（网络文件系统）、CephFS等，用啥都行。

在这里插入图片描述

此处演示使用NFS。

NFS是一种基于TCP/IP传输的网络文件系统协议。通过使用NFS协议，客户机可以像访问本地目录一样访问远程服务器中的共享资源。

若在1号机器开了个目录/nfs/data有50G，所有的Pod挂载数据都在该目录下，同时在别的机器开个备份目录/bak/data（路径名自己配置，也可以配置同名的/nfs/data），与/nfs/data中的数据是一样的，三者之间同步。

比如2号机的Pod在/bak/data下写了数据，也会同步给/nfs/data及别的机器的/bak/data。

此时若2号机Pod挂了，在3号机重启该Pod时，从3号机的/bak/data中能读到该Pod的历史数据。

在这里插入图片描述

搭建NFS网络的文件系统，可随便指定一台机器（比如k8s的master节点）为NFS-Server

在这里插入图片描述

6.2 NFS环境准备

在这里插入图片描述

6.2.1 所有机器安装

yum install -y nfs-utils

6.2.2 nfs主节点

nfs主节点（此处选用k8s的master作为nfs的主节点）执行命令

# 在master节点暴露/nfs/data路径，*代表所有人都可以同步该目录，insecure非安全方式，rw读写
echo "/nfs/data/ *(insecure,rw,sync,no_root_squash)" > /etc/exports

mkdir -p /nfs/data/nginx-pv
# 启动rpc远程绑定，现在就启动且开机自启动
systemctl enable rpcbind --now
# 启动nfs服务，现在就启动且开机自启动
systemctl enable nfs-server --now
# 配置生效
exportfs -r
# 检查
exportfs

6.2.3 nfs从节点

nfs从节点执行以下命令。前面已经安装了nfs-utils工具类。

# 检查nfs服务哪些路径支持挂载，172.31.0.4换成master的私有ip地址（`ip a`命令eth0显示的）
showmount -e 172.31.0.4

# 在从节点上创建目录
mkdir -p /nfs/data
# 挂载nfs服务器上的共享目录到本机路径/nfs/data。172.31.0.4换成master的私有ip地址。
mount -t nfs 172.31.0.4:/nfs/data /nfs/data
# 写入一个测试文件
echo "hello nfs server" > /nfs/data/test.txt

6.2.4 原生方式数据挂载

deploy.yaml文件内容。容器内部的/usr/share/nginx/html最终映射到nfs服务器的/nfs/data/nginx-pv

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment    # 这是一次Deployment部署
metadata:
  labels:
    app: nginx-pv-demo
  name: nginx-pv-demo
spec:
  replicas: 2    # 2个副本
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx-pv-demo
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx-pv-demo
    spec:
      containers:
      - image: nginx    # 使用nginx镜像
        name: nginx
        volumeMounts:    # 数据卷挂载
        - name: html    # 挂载到外面，名字叫html，这个名字随便起
          mountPath: /usr/share/nginx/html    # 该容器内部的/usr/share/nginx/html路径挂载到外面
      volumes:
        - name: html    # 名字叫html，跟上面的name保持一致即可。具体挂载方式看下面几行
          nfs:    # 用nfs网络文件系统
            server: 172.31.0.4    # 替换成nfs服务的主节点ip
            path: /nfs/data/nginx-pv

执行命令，部署该nginx

vim deploy.yaml
kubectl apply -f deploy.yaml
# 发现创建了两个pod叫nginx-pv-demo，等它俩启动成功，数据就会挂载到/nfs/data/nginx-pv
kubectl get pod
# 查看描述能排查问题，或者从可视化界面里看。
kubectl describe pod pod名字

修改/nfs/data/nginx-pv路径的内容，效果就是两个Pod都改了。

# nfs服务的主节点
cd /nfs/data/nginx-pv
ls
echo 111222 > index.html
# 去nginx的两个容器里面查看
cd /usr/share/nginx/html
cat index.html

6.2.5 原生方式数据挂载存在的问题

以上方式会有问题

路径需手动创建。Pod都挂载到/nfs/data/nginx-pv，该路径需要自己手动创建。
内容不会自动清理。若删除Pod，/nfs/data/nginx-pv路径下的内容不会自动清理。
挂载目录无容量限制。以上示例nginx-pv-demo挂载了/nfs/data/nginx-pv路径，其他pod可能挂载别的路径比如/nfs/data/a、/nfs/data/b，而默认对它们能使用的空间没有限制，就有可能某Pod把磁盘全部占满导致别的Pod无法使用。

因此我们不使用原生方式数据挂载，接下来介绍其他挂载方案：

PV&PVC（适合挂载目录）

ConfigMap（适合挂载配置文件）

6.3 PV&PVC

6.3.1 简介

PV：持久卷（Persistent Volume），将应用需要持久化的数据保存到指定位置

PVC：持久卷申明（Persistent Volume Claim），申明需要使用的持久卷规格

在3台机器准备一些存储空间PV-01至PV-07，叫做PV池，这种方式可以称为静态供应。

静态供应就是提前创建好，而不是根据申明动态创建空间大小。

Pod想要挂载数据，在Pod上提交一个PVC，然后使得Pod与具体的空间绑定。即使故障转移重启了Pod，根据PVC还能找到之前挂载数据的那块空间。

在这里插入图片描述

6.3.2 创建pv池

静态供应

# nfs主节点
mkdir -p /nfs/data/01
mkdir -p /nfs/data/02
mkdir -p /nfs/data/03

创建PV。以下pv.yaml声明了3块空间。

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume    # 持久化卷，即真正存数据的地方
metadata:
  name: pv01-10m    # 名字随便，但是字母要小写，否则kubectl apply时会报错
spec:
  capacity:
    storage: 10M    # 容量最大10M
  accessModes:
    - ReadWriteMany    # 可读可写 并且是多节点（多个机器一起读写操作）
  storageClassName: nfs    # Class的名字，随便起，但分割线（---）后面的两块storageClassName要一致
  nfs:
    path: /nfs/data/01
    server: 172.31.0.4    # nfs服务主节点的ip
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv02-1gi
spec:
  capacity:
    storage: 1Gi
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  storageClassName: nfs
  nfs:
    path: /nfs/data/02
    server: 172.31.0.4
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: pv03-3gi
spec:
  capacity:
    storage: 3Gi
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  storageClassName: nfs
  nfs:
    path: /nfs/data/03
    server: 172.31.0.4

执行命令

cd ~
vim pv.yaml
kubectl apply -f pv.yaml
# 查看persistentvolume资源
kubectl get persistentvolume

6.3.3 PVC创建与绑定

创建PVC

vim pvc.yaml
kubectl apply -f pvc.yaml
kubectl get pv

pvc.yaml

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim    # 资源类型是PVC申明
metadata:
  name: nginx-pvc    # 名字自取，但后面创建pod所使用的pvc名字要与此处一致
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage: 200Mi
  storageClassName: nfs    # 跟前面创建PV时的storageClassName保持一致

演示删除pvc，再让pvc重新绑定pv的效果（不用操作）

pvc.yaml申请的200M自动绑定了pv02-1gi的PV，因为10M太小，3G太大，会自动选择合适的空间大小。

在这里插入图片描述

删除该pvc，所绑定的pv的状态变为释放。

在这里插入图片描述

该pvc重新申请，自动重新绑定到3G的PV上去了。pv02-1gi还在Released状态是还没完全清空。

在这里插入图片描述

创建Pod绑定PVC

dep02.yaml内容：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: nginx-deploy-pvc
  name: nginx-deploy-pvc    # Pod名字自取
spec:
  replicas: 2    # 部署2个
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx-deploy-pvc
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx-deploy-pvc
    spec:
      containers:
      - image: nginx
        name: nginx
        volumeMounts:
        - name: html    # 这个是[挂载]的名字
          mountPath: /usr/share/nginx/html
      volumes:
        - name: html
          persistentVolumeClaim:    # 这里不是写nfs了，而是写pvc
            claimName: nginx-pvc    # 这个名称跟前面pvc.yaml创建pvc时的名字一致

创建命令

vim dep02.yaml
kubectl apply -f dep02.yaml
# 有两个名字类似【nginx-deploy-pvc-xxx-xxx】的Pod，等它俩启动完成
kubectl get pod
# 可以查看到nginx-pvc这个pvc所绑定的卷是pv03-3gi
kubectl get pvc
# 同时查看多个资源用逗号分隔
kubectl get pvc,pv

Pod绑定了pvc（yaml文件中claimName指定的），pvc绑定了一块pv

在这里插入图片描述

测试修改数据卷pv03-3gi，看这个nginx的pod的效果

cd /nfs/data/03/
echo 222222 > index.html
# 进入到nginx容器里面之后执行
cd /usr/share/nginx/html/
cat index.html

6.3.4 补充说明PV池动态供应

有个Pod想申请10M的空间，就给它自动创建好10M的空间并绑定，不是从实现创建好的静态的空间里挑选的。

在这里插入图片描述

6.4 ConfigMap

抽取应用配置，并且可以自动更新

想要挂载配置文件，遵循两步：先把准备要挂载的配置文件做成k8s推荐的ConfigMap，再在Pod的配置文件中引用该ConfigMap再启动。

【以下以redis作为例子演示】

6.4.1 把之前的配置文件创建为配置集

配置集是在k8s的ETCD（资料库）里面存着。将配置文件做成配置集，只要k8s正常，这个内容就存在

# 准备一个redis的配置文件。内容可以只写一句：appendonly yes
vim redis.config
# 创建配置集，redis保存到k8s的etcd。cm是configmap的简称，redis-conf是配置集名字
kubectl create cm redis-conf --from-file=redis.conf
# 查看，有redis-conf这个配置集
kubectl get cm
# 配置集有了以后，redis.config文件就可以删除了
rm -rf redis.conf

可以以yaml方式查看配置集kubectl get cm redis-conf -oyaml

精简后重点注意的配置集信息，主要是以下内容：

apiVersion: v1
data:    # data是所有真正的数据，key：默认是文件名   value：配置文件的内容
# 配置数据是k:v的形式，key为redis.conf是因为前面执行命令时用的文件名是redis.conf。竖线|代表接下来是大文本
  redis.conf: |    
    appendonly yes
kind: ConfigMap    # 资源类型
metadata:
  name: redis-conf    # configmap资源的名字。前面命令指定的configmap的名字
  namespace: default

6.4.2 创建Pod

启动pod，用到Redis配置文件时，用配置集里面的东西就可以

此处简单创建Pod，不创建Deployment部署了

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: redis
spec:
  containers:
  - name: redis
    image: redis
    command:
      - redis-server    # redis的启动命令
      - "/redis-master/redis.conf"  # 指的是redis容器内部的位置
    ports:
    - containerPort: 6379
    volumeMounts:    # 卷挂载
    - mountPath: /data
      name: data
    - mountPath: /redis-master    # 这个路径下本应该有个redis.conf文件，现在要挂载该/redis-master路径
      name: config    # [挂载]的名字自取
  volumes:
    - name: data
      emptyDir: {}    # /data随便挂载个空目录
    - name: config    # 与前面[挂载]的名字保持一致
      configMap:    # 以前这里写过nfs，现在是configMap，表明想用的配置文件/redis-master/redis.conf是从配置集里面取
        name: redis-conf    # 名字叫redis-conf的配置集，就是上一步创建的配置集
        items:    # 获取ConfigMap配置集下的data所有项的内容（见上一步`kubectl get cm redis-conf -oyaml`命令所显示的data内容）
        - key: redis.conf    # 取 配置集的data下的 [redis.conf]这个key的 所有内容
          path: redis.conf    # 将上面取的所有内容放到 容器内的该路径下。这个路径是前面写了【mountPath: /redis-master】，所以此处路径指容器内部的/redis-master/redis.conf

6.4.3 整个挂载关系图示

在这里插入图片描述

6.4.4 检查默认配置

kubectl exec -it redis -- redis-cli

127.0.0.1:6379> CONFIG GET appendonly
127.0.0.1:6379> CONFIG GET requirepass

6.4.5 修改ConfigMap

修改ConfigMap配置集的内容，Pod内的配置文件会跟着变。

但若没有热更新的话，Pod需要重启生效。

配置值未更改，因为需要重新启动 Pod 才能从关联的 ConfigMap 中获取更新的值。

原因：我们的Pod部署的中间件自己本身没有热更新能力

kubectl get cm
# 在【appendonly yes】下一行追加【requirepass 123456】，注意格式对齐
kubectl edit cm redis-conf
# 进入redis容器内部查看
cd /redis-master
cat redis.conf

另一种修改

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: example-redis-config
data:
  redis-config: |
    maxmemory 2mb
    maxmemory-policy allkeys-lru

6.4.6 检查配置是否更新

kubectl exec -it redis -- redis-cli

127.0.0.1:6379> CONFIG GET maxmemory
127.0.0.1:6379> CONFIG GET maxmemory-policy

6.5 Secret

Secret 对象类型用来保存敏感信息，例如密码、OAuth 令牌和 SSH 密钥。将这些信息放在 secret 中比放在 Pod 的定义或者容器镜像中来说更加安全和灵活。

Secret跟ConfigMap工作原理差不多，但ConfigMap适用于保存配置文件。

Secret有个典型应用场景：Pod启动时拉取镜像，若从私有镜像仓库拉取，需要密码登录，密码写到Pod的yaml里不安全、容易泄露，可以让k8s使用Secret进行管理

执行命令

# leifengyang-docker是对这个Secret取的名字
kubectl create secret docker-registry leifengyang-docker \
--docker-username=leifengyang \
--docker-password=Lfy123456 \
--docker-email=534096094@qq.com

##命令格式
kubectl create secret docker-registry regcred \
  --docker-server=<你的镜像仓库服务器> \
  --docker-username=<你的用户名> \
  --docker-password=<你的密码> \
  --docker-email=<你的邮箱地址>

# 查看
kubectl get secret
# Secret里面存的dockerconfigjson其实是Base64编码的
kubectl get secret leifengyang-docker -oyaml
vim mypod.yaml
kubectl apply -f mypod.yaml

mypod.yaml

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: private-nginx
spec:
  containers:
  - name: private-nginx
    image: leifengyang/guignginx:v1.0
  imagePullSecrets:
  - name: leifengyang-docker    # 使用刚才创建的Secret