Kubernetes in action-初相识

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本篇文章大部分是来自学习《Kubernetes in action》的笔记

虽然业务的发展，单体应用已经无法满足业务的诉求，大家已经从单体应用转向微服务。但是微服务有个难题就是随着服务的增加维护成本变得越来越高，系统的资源不能很好的利用。例如如果某个服务发布部署到哪个机器上，以及服务上的某个机器挂了怎么自动的进行故障转移。所以，Kubernetes就诞生了，可以做到开发维护是一个人，即devops.

1、构建、运行以及共享镜像

在运行之前肯定是先安装docker，安装可以参考官方文档： dockerdocs。

1.1 运行镜像

通过如下命令可以运行执行的镜像：

docker run <image>

docker run 是一个复合命令，它完成了以下两个主要任务：

1. 检查本地是否存在镜像
   Docker 会首先检查本地是否已经存在指定的镜像。如果镜像已经存在，则直接使用本地镜像。
2. 如果镜像不存在，则自动拉取镜像
   如果本地没有找到指定的镜像，Docker 会尝试从远程镜像仓库（如 Docker Hub 或私有仓库）拉取镜像。

因为镜像存在不同的版本，每个版本都有唯一的tag名，可以在运行的时候显示的指定tag名，如果没有指定则是最新的latest。

docker run <image>:<tag>

完整的命令格式：

docker run [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG...]

• IMAGE：要运行的镜像名称。
• [COMMAND] [ARG…]：可选参数，指定容器启动时运行的命令及其参数。
• [OPTIONS]：用于配置容器的各种选项。

如：

// -d 后台运行容器
docker run -d nginx
// -p 将主机端口映射到容器端口
docker run -p 8080:80 nginx
// -v 挂载主机的文件到容器中
docker run -v /host/data:/container/data my-image

1.2 构建镜像

业务代码和DockerFile文件准备

首先肯定是先写自己的业务代码然后进行打包，并且将创建一个DockerFile文件【将应用打包成镜像】，DockerFile文件中包含了一系列构建镜像时的命令。DockerFile内容如下：

FROM centos:latest // 这个镜像是基于centos:latest镜像继续创建的COPY ${APP_NAME}.tgz /home/admin/${APP_NAME}/target/${APP_NAME}.tgz
ENTRYPOINT ["source /home/admin/start.sh"] // 容器启动的时候执行如下命令，该命令可以启动应用代码服务

业务代码和DockerFile文件创建完成之后，就可以构建镜像。

执行构建命令
docker守护进程【服务端】就会根据DockerFile文件【需要docker客户端传递给服务端】进行构建镜像，如果docker服务端没有基础镜像【本文是centos:latest】则会从docker仓库拉取。

docker build [OPTIONS] PATH | URL | -

• PATH：指定包含 Dockerfile 的目录路径。
• URL：可以从远程仓库（如 Git 仓库）拉取 Dockerfile。
• -：从标准输入（stdin）读取 Dockerfile 内容。

常用选项：

• -t 或 --tag：为生成的镜像指定名称和标签（如 my-image:1.0）。
• –file 或 -f：指定自定义的 Dockerfile 文件名。
• –no-cache：禁用构建缓存，确保每次重新构建所有层。
• –pull：强制拉取最新的基础镜像。

例如：

docker build -t [构建之后的镜像名] .
docker build -t my-image -f MyDockerfile .

1.3 推送镜像

镜像构建完只存在本地，只有推送到镜像仓库才可以被其他机器拉取使用。镜像仓库有很多，公开的有Docker Hub、Quay.io等。例如想要将镜像推送到Docker Hub：

• 需要去docker hub中注册自己的账号
• 使用docker login进行登陆
• 然后进行推送到docker hub仓库

docker push [OPTIONS] NAME[:TAG]

• NAME[:TAG]：要推送的镜像名称和标签。例如：
  my-repo/my-image:latest
  nginx:1.23
• [OPTIONS]：可选参数（较少使用）。

2、Kubernetes初相识

如果想要配置k8s：

• 针对于配置单节点的k8s可以使用MiniKube安装仓库；
• 配置多节点的k8s可以使用Google Kubernetes Engine

2.1 介绍Pod

针对于K8s并不会直接处理容器，他的最小处理单元是pod。

• 一个物理机器可以有多个pod;
• 一个pod中可以有多个容器，而多个容器之间运行在同一个网络命名空间，CPU资源共享，但是文件和进程是不同的命名空间，隔离的；一般同一个pod中的多个容器是相关的，例如主容器【业务容器】和sidecar运维容器
• 当然一个容器中也可以运行不止一个进程。
  

2.2 从构建到运行整体流程

• 研发首先将自己的业务代码打包，然后和Docker文件一起存储在本地机器或者构建机上。然后执行镜像的构建和推送。
• 将该镜像运行在k8s上。kubectr就会向k8s的主节点master上发送http请求，主节点就会创建一个新的ReplicationController对象，并且ReplicationController对象会创建一个新的pod，调度器负责将pod调度到某个工作节点上。
• kublet接收到通知之后就会调用docker去docker仓库拉取相应的镜像，下载成功之后就会创建并启动容器。
  

2.3 kubectl命令行工具

kubectl 是 Kubernetes 的命令行工具，用于与 Kubernetes 集群交互。它允许用户管理集群资源（如 Pod、Deployment、Service 等）以及查看集群状态和日志。
基本语法：

kubectl [command] [TYPE] [NAME] [flags]

• command：操作类型，例如 get、create、delete。
• TYPE：资源类型，例如 pod、deployment、service。
• NAME：资源名称。
• flags：可选参数，用于指定额外选项。

 // 查看pod
kubectl get pods
// 查看deployments
kubectl get deployments
// 查看service
kubectl get services
// 查看具体的某个pod或者deployment信息
kubectl describe pod <pod-name>
kubectl describe deployment <deployment-name>