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云原生Java架構(gòu)師的第一課K8s+Docker+KubeSphere+DevOps_嗶哩嗶哩_bilibili

基礎(chǔ)架構(gòu)

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基礎(chǔ)架構(gòu)

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Namespace

Namespace（命名空間），用于隔離k8s資源

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通過(guò)命令行創(chuàng)建命名空間

# 創(chuàng)建/刪除命名空間
kubectl create ns hello

# 刪除命名空間,刪除命名空間時(shí)，會(huì)將該命名空間下部署的所有資源一并刪除
kubectl delete ns hello

# 查詢(xún)所有命名空間
kubectl get ns

通過(guò)Yaml文件創(chuàng)建命名空間,使用kubectl apply -f 文件名.yaml添加配置

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: hello

通過(guò)Yaml文件添加或刪除資源

kubectl apply -f 文件名.yaml
kubectl delete -f 文件名.yaml

Pod

Pod是指運(yùn)行中的一組容器（一個(gè)Pod可以裝多個(gè)容器），是k8s中應(yīng)用的最小單位。

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# 查詢(xún)所有pod
kubectl get pods -A

# 查詢(xún)?cè)撁臻g下的所有pod
kubectl get pods -n 命名空間

# 創(chuàng)建pod
kubectl run mynginx --image=nginx

# 刪除pod
kubectl delete pod mynginx

# 查看pod運(yùn)行日志
kubectl logs mynginx

# k8s會(huì)為每一個(gè)pod創(chuàng)建一個(gè)Ip
kubectl get pod -o wide
# 集群中的任意一個(gè)機(jī)器以及任意的應(yīng)用都能通過(guò)Pod分配的ip來(lái)訪問(wèn)這個(gè)Pod
curl 192.168.169.136

# 進(jìn)入容器
kubectl exec -it mynginx -- /bin/bash

# 輸出pod的詳細(xì)信息
kubectl describe pod mynginx

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通過(guò)Yaml文件創(chuàng)建Pod

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

# 一個(gè)pod部署多個(gè)容器
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    run: myapp
  name: myapp
spec:
  containers:
  - image: nginx
    name: nginx
  - image: tomcat:8.5.68
    name: tomcat

Deployment

控制Pod，使Pod擁有多副本，自愈，擴(kuò)縮容等功能

# 普通方式創(chuàng)建pod
kubectl run mynginx --image=nginx
# deployment方式創(chuàng)建pod，pod擁有自愈能力，被delete后會(huì)重新部署
kubectl create deployment mytomcat --image=tomcat:8.5.68
# deployment方式創(chuàng)建pod，多個(gè)副本
kubectl create deployment mytomcat --image=tomcat:8.5.68 --replicas=3

# 刪除deployment
kubectl delete deployment mytomcat
# 查詢(xún)deployment
kubectl get deployment

使用yaml文件創(chuàng)建Deployment多副本

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

擴(kuò)縮容

kubectl scale -n 命名空間 deployment mynginx --replicas=5

Deployment滾動(dòng)更新

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# 滾動(dòng)更新
kubectl set image deployment/my-dep nginx=nginx:1.16.1 --record
kubectl rollout status deployment/my-dep

版本回退

#歷史記錄
kubectl rollout history deployment/my-dep


#查看某個(gè)歷史詳情
kubectl rollout history deployment/my-dep --revision=2

#回滾(回到上次)
kubectl rollout undo deployment/my-dep

#回滾(回到指定版本)
kubectl rollout undo deployment/my-dep --to-revision=2

其他工作負(fù)載

除了Deployment，k8s還有 StatefulSet 、DaemonSet 、Job 等 類(lèi)型資源。我們都稱(chēng)為 工作負(fù)載。
有狀態(tài)應(yīng)用使用 StatefulSet 部署，無(wú)狀態(tài)應(yīng)用使用 Deployment 部署
https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/workloads/controllers/

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Service

將一組Pods公開(kāi)為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的抽象方法

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# 將服務(wù)暴露出去
kubectl expose deployment my-dep --port=8000 --target-port=80 --type=ClusterIP

# 查詢(xún)service
kubectl get service

ClusterIP(默認(rèn)就是ClusterIp)

這種方式提供的IP是k8s集群的局域網(wǎng)IP,只能在集群內(nèi)訪問(wèn)

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

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: my-dep
  name: my-dep
spec:
  ports:
  - port: 8000       # 容器端口
    protocol: TCP
    targetPort: 80   # servcie端口
  selector:
    app: my-dep
  type: ClusterIP

NodePort

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這種方式會(huì)開(kāi)放k8s集群所有機(jī)器的端口(NodePort范圍在 30000-32767 之間),通過(guò)任意節(jié)點(diǎn)IP:端口進(jìn)行訪問(wèn)

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

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

Ingress(k8s網(wǎng)關(guān)，就是nginx)

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1、安裝

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

# yaml文件下載后修改下ingress鏡像拉取的地址，避免鏡像拉取失敗，參考下面的圖片
# registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/lfy_k8s_images/ingress-nginx-controller:v0.46.0

# 檢查安裝的結(jié)果
kubectl get pod,svc -n ingress-nginx

# 最后別忘記把svc暴露的端口要放行

修改拉取ingress鏡像的地址

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啟動(dòng)成功后，可以看到ingress對(duì)80以及443端口做了映射

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使用

官網(wǎng)地址：https://kubernetes.github.io/ingress-nginx/

使用ingress部署ngxinx以及tomcat

# 部署nginx，并且創(chuàng)建service將服務(wù)暴露
kubectl create deployment my-nginx --image=nginx
kubectl expose deployment my-nginx --port=8000 --target-port=80

# 部署tomcat，并且創(chuàng)建service將服務(wù)暴露
kubectl create deployment my-tomcat --image=tomcat:8.5.68 
kubectl expose deployment my-tomcat --port=8080 --target-port=8080

部署nginx成功

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部署tomcat成功

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# 通過(guò)yaml文件方式部署ngxin以及tomcat
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-nginx
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: my-nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: my-nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx
        # ports:
        # - containerPort: 9000
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-tomcat
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: my-tomcat
  template:
    metadata:
      labels:
        app: my-tomcat
    spec:
      containers:
      - name: tomcat
        image: tomcat:8.5.68
        # ports:
        # - containerPort: 9000
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: my-nginx
  name: my-nginx
spec:
  selector:
    app: my-nginx
  ports:
  - port: 8000
    protocol: TCP
    targetPort: 80
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: my-tomcat
  name: my-tomcat
spec:
  selector:
    app: my-tomcat
  ports:
  - port: 8080
    protocol: TCP
    targetPort: 8080

配置ingress域名訪問(wèn)

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress  
metadata:
  name: ingress-host-bar
spec:
  ingressClassName: nginx
  rules:
  - host: "nginx.ingress.com"
    http:
      paths:
      - pathType: Prefix
        path: "/"
        backend:
          service:
            name: my-nginx
            port:
              number: 8000
  - host: "tomcat.ingress.com"
    http:
      paths:
      - pathType: Prefix
        path: "/"  # 把請(qǐng)求會(huì)轉(zhuǎn)給下面的服務(wù)，下面的服務(wù)一定要能處理這個(gè)路徑，不能處理就是404
        backend:
          service:
            name: my-tomcat 
            port:
              number: 8080

配置成功后，通過(guò)kubeclt get ingress命令查看所有ingress配置

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本地測(cè)試的話修改下hosts文件

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查看ingress對(duì)外開(kāi)放的端口

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測(cè)試連通性

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ingress請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress  
metadata:
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /$2 #啟用請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)， /$2作用是以/做正則分組匹配，剔除第二個(gè)分組的路徑，會(huì)將a.com/b轉(zhuǎn)發(fā)到a.com。a.com/b/c轉(zhuǎn)發(fā)到a.com/c
  name: ingress-host-bar
spec:
  ingressClassName: nginx
  rules:
  - host: "tomcat.ingress.com"
    http:
      paths:
      - pathType: Prefix
        path: "/nginx(/|$)(.*)"   # 
        backend:
          service:
            name: my-nginx
            port:
              number: 8000

訪問(wèn)結(jié)果

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如果沒(méi)有配置轉(zhuǎn)發(fā)的話，"/nginx"路徑下無(wú)html頁(yè)面正常來(lái)說(shuō)應(yīng)該會(huì)返回404.但是由于這里配置了請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)，"/nginx"路徑的請(qǐng)求被轉(zhuǎn)發(fā)到根目錄，所以返回了ngxin的首頁(yè)

ingress流量限制

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: ingress-limit-rate
  annotations:
    nginx.ingress.kubernetes.io/limit-rps: "1" # 流量限制，一秒只處理一個(gè)請(qǐng)求
spec:
  ingressClassName: nginx
  rules:
  - host: "nginx.ingress.com"
    http:
      paths:
      - pathType: Exact
        path: "/"
        backend:
          service:
            name: my-nginx
            port:
              number: 8000

頻繁請(qǐng)求測(cè)試結(jié)果

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配置和存儲(chǔ)

NFS,網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)

NFS（Network File System，網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)）是當(dāng)前主流異構(gòu)平臺(tái)共享文件系統(tǒng)之一。主要應(yīng)用在UNIX環(huán)境下。最早是由Sun Microsystems開(kāi)發(fā)，現(xiàn)在能夠支持在不同類(lèi)型的系統(tǒng)之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行文件共享，廣泛應(yīng)用在FreeBSD、SCO、Solaris等異構(gòu)操作系統(tǒng)平臺(tái)，允許一個(gè)系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)上與他人共享目錄和文件。通過(guò)使用NFS，用戶(hù)和程序可以像訪問(wèn)本地文件一樣訪問(wèn)遠(yuǎn)端系統(tǒng)上的文件，使得每個(gè)計(jì)算機(jī)的節(jié)點(diǎn)能夠像使用本地資源一樣方便地使用網(wǎng)上資源。換言之，NFS可用于不同類(lèi)型計(jì)算機(jī)、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和傳輸協(xié)議運(yùn)行環(huán)境中的網(wǎng)絡(luò)文件遠(yuǎn)程訪問(wèn)和共享。 [4]

NFS的工作原理是使用客戶(hù)端/服務(wù)器架構(gòu)，由一個(gè)客戶(hù)端程序和服務(wù)器程序組成。服務(wù)器程序向其他計(jì)算機(jī)提供對(duì)文件系統(tǒng)的訪問(wèn)，其過(guò)程稱(chēng)為輸出。NFS客戶(hù)端程序?qū)蚕砦募到y(tǒng)進(jìn)行訪問(wèn)時(shí)，把它們從NFS服務(wù)器中“輸送”出來(lái)。文件通常以塊為單位進(jìn)行傳輸。其大小是8KB（雖然它可能會(huì)將操作分成更小尺寸的分片）。NFS傳輸協(xié)議用于服務(wù)器和客戶(hù)機(jī)之間文件訪問(wèn)和共享的通信，從而使客戶(hù)機(jī)遠(yuǎn)程地訪問(wèn)保存在存儲(chǔ)設(shè)備上的數(shù)據(jù)。

基于NFS掛載共享目錄

• 1.所有節(jié)點(diǎn)執(zhí)行

# 所有機(jī)器安裝
yum install -y nfs-utils

• 2.主節(jié)點(diǎn)執(zhí)行

# nfs配置文件
echo "/nfs/data/ *(insecure,rw,sync,no_root_squash)" > /etc/exports

mkdir -p /nfs/data
systemctl enable rpcbind --now
systemctl enable nfs-server --now
# 配置生效
exportfs -r

• 3.從節(jié)點(diǎn)

# 顯示主節(jié)點(diǎn)共享的目錄
showmount -e 主節(jié)點(diǎn)ip地址

mkdir -p /nfs/data
# 掛載共享目錄
mount -t nfs 主節(jié)點(diǎn)IP:/nfs/data /nfs/data
# 寫(xiě)入測(cè)試文件
echo "hello nfs server" > /nfs/data/test.txt

• 4.給Deployment掛載數(shù)據(jù)盤(pán)

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: my-nginx
  name: my-nginx
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: my-nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: my-nginx
    spec:
      containers:
      - image: nginx
        name: nginx
        volumeMounts:
        - name: html
          mountPath: /usr/share/nginx/html
      volumes:
        - name: html
          nfs:
            server: 主節(jié)點(diǎn)IP地址
            path: /nfs/data/nginx

ConfigMap

所有應(yīng)用配置的抽象，便于統(tǒng)一管理

• 通過(guò)命令行創(chuàng)建ConfigMap

kubectl create cm redis-conf --from-file=redis.conf

• 通過(guò)yaml文件創(chuàng)建ConfigMap

# data是key-value形式，具體配置保存在其中，key：默認(rèn)是文件名   value：配置文件的內(nèi)容
apiVersion: v1
data:    
  redis.conf: |
    appendonly yes
    maxmemory 2mb
kind: ConfigMap
metadata:
  name: redis-conf
  namespace: default

• 使用kubectl get cm查詢(xún)所有ConfigMap

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• 創(chuàng)建Pod,掛載ConfigMap

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: redis
spec:
  containers:
  - name: redis
    image: redis
    command:                        #啟動(dòng)時(shí)附加參數(shù)
      - redis-server
      - "/redis-master/redis.conf"  #指的是redis容器內(nèi)部的位置
    ports:
    - containerPort: 6379
    volumeMounts:
    - mountPath: /redis-master      #會(huì)為容器創(chuàng)建/redis-master文件夾
      name: config
  volumes:
    - name: config           # 名字與volumeMounts中一致，配置文件會(huì)保存到volumeMounts聲明的路徑下
      configMap:
        name: redis-conf     # 這里與創(chuàng)建的ConfigMap的name一致
        items:
        - key: redis.conf    # 這里指定ConfigMap中data的key
          path: redis.conf         

• 檢查配置

# 進(jìn)入容器內(nèi)部查看配置文件是否存在
kubectl exec -it redis -- /bin/bash
cd /redis-master
cat redis.conf

# 進(jìn)入redis-cli查看配置是否生效
kubectl exec -it redis -- redis-cli
127.0.0.1:6379> CONFIG GET appendonly
127.0.0.1:6379> CONFIG GET requirepass

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• ConfigMap常用命令

# 查詢(xún)所有ConfigMap
kubectl get cm

# 修改指定的ConfigMap,修改ConfigMap后，所有使用了該ConfigMap進(jìn)行啟動(dòng)的容器中的配置文件會(huì)一并被修改
kubectl edit cm ConfigMap聲明的name

# 刪除ConfigMap
kubectl delete cm ConfigMap聲明的name

Secret

Secret 對(duì)象類(lèi)型用來(lái)保存敏感信息，例如密碼、OAuth 令牌和 SSH 密鑰。 將這些信息放在 secret 中比放在 Pod 的定義或者 容器鏡像 中來(lái)說(shuō)更加安全和靈活。

• 創(chuàng)建Secret

kubectl create secret docker-registry leifengyang-docker \
--docker-username=leifengyang \
--docker-password=Lfy123456 \
--docker-email=534096094@qq.com

• 啟動(dòng)Pod指定Secret

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: my-nginx
spec:
  containers:
  - name: my-nginx
    image: nginx
  imagePullSecrets:
  - name: leifengyang-docker

PV&PVC

PV：持久卷（Persistent Volume），將應(yīng)用需要持久化的數(shù)據(jù)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規(guī)格

• 創(chuàng)建PV

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume       # 指定類(lèi)型為PV
metadata:
  name: pv01-10m
spec:
  capacity:
    storage: 500M           # 指定存儲(chǔ)空間大小為500M   
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  storageClassName: nfs
  nfs:
    path: /nfs/data/01
    server: NFS主機(jī)IP

• 創(chuàng)建PVC

kind: PersistentVolumeClaim
apiVersion: v1
metadata:
  name: nginx-pvc
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteMany
  resources:
    requests:
      storage: 200Mi         # PVC申請(qǐng)200M空間
  storageClassName: nfs

• 創(chuàng)建Pod并綁定PVC

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: nginx-deploy-pvc
  name: nginx-deploy-pvc
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx-deploy-pvc
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx-deploy-pvc
    spec:
      containers:
      - image: nginx
        name: nginx
        volumeMounts:
        - name: html
          mountPath: /usr/share/nginx/html
      volumes:
        - name: html
          persistentVolumeClaim:    # 綁定PVC后會(huì)自動(dòng)分配到合適的PV中
            claimName: nginx-pvc