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简介

Kubernetes 是 Google 团队发起的开源项目，它的目标是管理跨多个主机的容器，提供基本的部署，维护以及应用伸缩，主要实现语言为 Go 语言。Kubernetes 是：

  • 易学：轻量级，简单，容易理解
  • 便携：支持公有云，私有云，混合云，以及多种云平台
  • 可拓展：模块化，可插拔，支持钩子，可任意组合
  • 自修复：自动重调度，自动重启，自动复制

Kubernetes 构建于 Google 数十年经验，一大半来源于 Google 生产环境规模的经验。结合了社区最佳的想法和实践。

在分布式系统中，部署，调度，伸缩一直是最为重要的也最为基础的功能。Kubernetes 就是希望解决这一序列问题的。

Kubernetes 目前在GitHub进行维护。

基本概念

  1. Pod 最小的可部署单位，一个 Pod 可以包含一个或多个紧密相关的容器。 容器共享网络和存储资源。
  2. Node Kubernetes 集群中的工作机器，可以是虚拟机或物理机。 每个 Node 包含运行 Pod 的必要组件，如 Kubelet、Kube-proxy 和容器运行时。
  3. ReplicaSet 确保在任何时间都有指定数量的 Pod 副本在运行。 提供负载均衡和高可用性。
  4. Deployment 用于管理应用的声明式更新。 可控制 ReplicaSet 的创建和扩缩容。
  5. Service 定义一组 Pod 的访问策略，通过一个固定的 IP 和 DNS 名称提供负载均衡。 支持多种类型，如 ClusterIP、NodePort 和 LoadBalancer。
  6. Namespace 用于在同一集群中隔离资源，适合不同环境（如开发、测试、生产）。 逻辑上分隔资源，便于访问控制。
  7. Volume 持久化存储的基础，Pod 的存储方案。 支持多种类型的存储，如 NFS、PVC 等。
  8. ConfigMap 和 Secret ConfigMap：用于存储非敏感的配置信息，以键值对的形式提供给容器。 Secret：用于存储敏感信息（如密码、证书），提供更安全的处理方式。
  9. Ingress 管理外部用户访问服务的规则，可以提供负载均衡、SSL 终端等功能。 通常用于 HTTP/HTTPS 流量的路由。
  10. Cluster 由多个 Node 组成的整体，Kubernetes 控制器在集群中管理和调度资源。

k8s架构

常用的命令

以下是一些常用的 kubectl 命令，用于管理 Kubernetes 集群中的资源：

1.查看资源

  • kubectl get pods：获取所有 Pod 的信息。
  • kubectl get services：获取所有服务的信息。
  • kubectl get deployments：获取所有部署的信息。
  • kubectl get nodes：获取所有节点的信息。

2.查看详细信息

  • kubectl describe pod <pod_name>：显示特定 Pod 的详细信息。
  • kubectl describe service <service_name>：显示特定服务的详细信息。

3.创建资源

  • kubectl create -f ：从配置文件创建资源。
  • kubectl apply -f ：应用配置文件以创建或更新资源。

4.删除资源

  • kubectl delete pod <pod_name>：删除特定的 Pod。
  • kubectl delete service <service_name>：删除特定的服务。
  • kubectl delete deployment <deployment_name>：删除特定的部署。

5.日志和执行命令

  • kubectl logs <pod_name>：获取 Pod 的日志。
  • kubectl exec -it <pod_name> -- /bin/bash：在运行中的 Pod 中执行交互式 shell。

6.扩展和缩放

  • kubectl scale deployment <deployment_name> --replicas=：扩展或缩小部署的副本数量。
  • kubectl autoscale deployment <deployment_name> --min= --max= --cpu-percent=：基于 CPU 使用情况自动扩展部署。

7.更新资源

  • kubectl edit <resource_type> <resource_name>：编辑资源的配置。
  • kubectl rollout restart deployment <deployment_name>：重启部署以应用更新。

8.命名空间

  • kubectl get pods -n ：在指定命名空间中获取资源。
  • kubectl create namespace ：创建一个新的命名空间。

案例：使用k8s启动一个springboot服务

使用 Kubernetes 启动一个 Spring Boot 服务的流程如下：

1. 准备 Spring Boot 应用

确保你已经有一个打包好的 Spring Boot 应用，通常以 JAR 文件形式存在。可以使用 Maven 或 Gradle 进行构建。

2. 编写 Dockerfile

在 Spring Boot 源码根目录下创建一个 Dockerfile 文件。

# 使用 Java 基础镜像
FROM openjdk:11-jre-slim
# 复制 JAR 文件到镜像中
COPY target/your-spring-boot-app.jar app.jar
# 运行应用
ENTRYPOINT ["java","-jar","/app.jar"]

3. 构建 Docker 镜像

在命令行中，导航到项目根目录并执行以下命令：

docker build -t your-image-name:latest .

4. 推送 Docker 镜像到容器仓库

将 Docker 镜像上传到公共或私有 Docker 仓库（如 Docker Hub）。

docker tag your-image-name:latest your-repo/your-image-name:latest
docker push your-repo/your-image-name:latest

5. 编写 Kubernetes 部署配置

创建一个名为 deployment.yaml 的文件，定义 Deployment 和 Service。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: springboot-deployment
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: springboot-app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: springboot-app
    spec:
      containers:
        - name: springboot-container
          image: your-repo/your-image-name:latest
          ports:
            - containerPort: 8080 # 根据应用的端口进行修改

---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: springboot-service
spec:
  type: NodePort
  ports:
    - port: 8080
      targetPort: 8080
      nodePort: 30000 # 可用的节点端口
  selector:
    app: springboot-app

6. 部署到 Kubernetes

使用 kubectl 命令将配置应用到 Kubernetes 集群。

kubectl apply -f deployment.yaml

7. 查看部署状态

使用以下命令查看应用的状态：

kubectl get pods
kubectl get services

8. 访问 Spring Boot 服务

通过集群的节点 IP 和端口访问 Spring Boot 应用：

http://<node-ip>:30000

总结

以上步骤完成了使用 Kubernetes 启动 Spring Boot 服务的流程，包括 Docker 镜像的构建、上传和 Kubernetes 配置的创建与应用。确保 Kubernetes 集群已成功运行，并已正确配置网络访问。