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四 入门命令

4.1 kubectl

kubectl 是 apiserver 的客户端程序，这个客户端程序是通过连接 master 节点上的 apiserver ，实现各种 k8s 对象的增删改查等基本操作，在 k8s 可被管理的对象有很多个

基本命令 (初级):
  create         从文件或标准输入创建资源
  expose         获取一个复制控制器, 服务, 部署或者暴露一个 POD 将其作为新的 Kubernetes 服务公开
  run            创建并运行特定的镜像, 创建使用 deployment 或 job 管理的容器
  set            设置对象的特定功能, 例如发布, 每次去set 不用的image tag

基本命令 (中级):
  explain        文档或者资源, 可以用来查看资源清单写法
  get            显示一个或多个资源
  edit           编辑服务器上的资源
  delete         按文件名, 标准输入, 资源和名称或资源和标签选择器删除资源

部署命令:
  rollout        管理资源的部署
  scale          为部署设置新大小, ReplicaSet, Replication Controller, Job
  autoscale      自动扩展一个部署, ReplicaSet, 或者 ReplicationController

群集管理命令:
  certificate    修改证书资源
  cluster-info   显示群集信息
  top            显示资源(CPU / 内存/ 存储)使用情况, 需要安装metrics-server
  cordon         将节点标记为不可调度
  uncordon       将节点标记为可调度
  drain          设定 node 进入维护模式
  taint          更新一个或多个节点上的污点

故障排除和调试命令:
  describe       显示特定资源或资源组的详细信息
  logs           在容器中打印容器的日志
  attach         附加到正在运行的容器
  exec           在容器中执行命令
  port-forward   将一个或多个本地端口转发到 pod
  proxy          运行代理到 Kubernetes API 服务器
  cp             将文件和目录复制到容器, 和从容器复制, 跨容器复制文件
  auth           检查授权

高级命令:
  diff           针对将要应用的版本的 Diff 实时版本
  apply          通过文件名或标准输入将配置应用于资源
  patch          使用策略合并补丁更新资源的字段
  replace        用文件名或标准输入替换资源
  wait           实验阶段命令: 在一个或多个资源上等待特定条件, 定义一个触发器
  convert        在不同的API版本之间转换配置文件
  kustomize      从目录或远程 URL 构建 kustomization 目标

设置命令:
  label          更新资源上的标签
  annotate       更新资源上的注释
  completion     命令补全相关功能

其他命令:
  api-resources  在服务器上打印支持的API资源
  api-versions   以 "group/version" 的形式在服务器上打印支持的API版本
  config         修改 kubeconfig 文件
  plugin         提供与插件交互的实用程序
  version        打印客户端和服务器版本信息

基本命令 (初级):
  create         从文件或标准输入创建资源
  expose         获取一个复制控制器, 服务, 部署或者暴露一个 POD 将其作为新的 Kubernetes 服务公开
  run            创建并运行特定的镜像, 创建使用 deployment 或 job 管理的容器
  set            设置对象的特定功能, 例如发布, 每次去set 不用的image tag

基本命令 (中级):
  explain        文档或者资源, 可以用来查看资源清单写法
  get            显示一个或多个资源
  edit           编辑服务器上的资源
  delete         按文件名, 标准输入, 资源和名称或资源和标签选择器删除资源

部署命令:
  rollout        管理资源的部署
  scale          为部署设置新大小, ReplicaSet, Replication Controller, Job
  autoscale      自动扩展一个部署, ReplicaSet, 或者 ReplicationController

群集管理命令:
  certificate    修改证书资源
  cluster-info   显示群集信息
  top            显示资源(CPU / 内存/ 存储)使用情况, 需要安装metrics-server
  cordon         将节点标记为不可调度
  uncordon       将节点标记为可调度
  drain          设定 node 进入维护模式
  taint          更新一个或多个节点上的污点

故障排除和调试命令:
  describe       显示特定资源或资源组的详细信息
  logs           在容器中打印容器的日志
  attach         附加到正在运行的容器
  exec           在容器中执行命令
  port-forward   将一个或多个本地端口转发到 pod
  proxy          运行代理到 Kubernetes API 服务器
  cp             将文件和目录复制到容器, 和从容器复制, 跨容器复制文件
  auth           检查授权

高级命令:
  diff           针对将要应用的版本的 Diff 实时版本
  apply          通过文件名或标准输入将配置应用于资源
  patch          使用策略合并补丁更新资源的字段
  replace        用文件名或标准输入替换资源
  wait           实验阶段命令: 在一个或多个资源上等待特定条件, 定义一个触发器
  convert        在不同的API版本之间转换配置文件
  kustomize      从目录或远程 URL 构建 kustomization 目标

设置命令:
  label          更新资源上的标签
  annotate       更新资源上的注释
  completion     命令补全相关功能

其他命令:
  api-resources  在服务器上打印支持的API资源
  api-versions   以 "group/version" 的形式在服务器上打印支持的API版本
  config         修改 kubeconfig 文件
  plugin         提供与插件交互的实用程序
  version        打印客户端和服务器版本信息

4.2 run

  • 创建控制器并运行镜像

创建一个名为 nginx 的 deployment，镜像为 nginx:latest ,如果不知道副本数，则为1

kubectl run nginx --image=nginx:latest

kubectl run nginx --image=nginx:latest
  • 指定运行的 POD 数量
kubectl run nginx --image=nginx --replicas=5  # 启动 5 个 POD

kubectl run nginx --image=nginx --replicas=5  # 启动 5 个 POD
  • 不运行容器的默认命令，使用自定义的指令
kubectl run nginx --image=nginx --command -- <cmd> <arg1> ... <argN>

kubectl run nginx --image=nginx --command -- <cmd> <arg1> ... <argN>
  • 运行一个周期任务
kubectl run pi --schedule="0/5 * * * ?" --image=perl --restart=OnFailure -- perl -Mbignum=bpi -wle 'print bpi(2000)'

kubectl run pi --schedule="0/5 * * * ?" --image=perl --restart=OnFailure -- perl -Mbignum=bpi -wle 'print bpi(2000)'
  • 指定控制器名称运行 nginx 指定端口和副本数量，以测试模式运行

指定参数 dry-run 可以用来验证写的 yaml 文件是否存在异常，不会真正执行

kubectl run nginx-deploy --image=nginx --port=80 --replicas=1 --dry-run=true

kubectl run nginx-deploy --image=nginx --port=80 --replicas=1 --dry-run=true
  • 查看容器是否运行
kubectl get deployment

kubectl get deployment
  • 查看被调度的主机
kubectl get pod -o wide

kubectl get pod -o wide
  • 通过 ip 地址直接访问，由于所有的 POD 处于同一个网络中，所以在集群内部是可以访问的
curl 10.244.2.2

curl 10.244.2.2
  • 假如现在删除刚创建的这个 POD，那么副本控制器会自动在其他的 node 上重建这个 POD
kubectl delete pods nginx-deploy-5c9b546997-jsmk6

kubectl delete pods nginx-deploy-5c9b546997-jsmk6
  • 再次执行查看，会发现容器已经被调度到其他节点上运行了
kubectl get pod -o wide

kubectl get pod -o wide

4.3 expose

现在存在一个问题，就是 POD 的 IP 地址可能随时发生变动，所以不能作为访问的入口，那么就需要 service 来代理 POD 来创建一个固定的端点。

  • 创建一个 service 来暴露一个服务

在控制器 nginx-deploy 上创建名字为 nginx 的 service , 它工作端口为 80, 代理的后端容器端口 80, 协议为 TCP

kubectl expose deployment nginx-deploy --name=nginx --port=80 --target-port=80 --protocol=TCP

kubectl expose deployment nginx-deploy --name=nginx --port=80 --target-port=80 --protocol=TCP
  • 可以看到刚刚创建的名字为 nginx 的 service ，现在就可以在集群内用 service 的地址来访问了, 如果外部访问可以使用 NodePort 模式
kubectl get service

kubectl get service
  • 删除一个任务
kubectl delete deployment nginx-deploy

kubectl delete deployment nginx-deploy

4.4 cp

  • 拷贝宿主机文件或目录到pod中，⚠️要求tar二进制文件已经存在容器中，不然拷贝会失败
kubectl cp /tmp/foo_dir <some-pod>:/tmp/bar_dir
 
[root@master ~]\# kubectl cp flannel.tar  nginx-58cd4d4f44-8pwb7:/usr/share/nginx/html 
[root@master ~]\# kubectl cp mainfile/  nginx-58cd4d4f44-8pwb7:/usr/share/nginx/html 
[root@master ~]\# kubectl exec -it nginx-58cd4d4f44-8pwb7 -- /bin/bash
root@nginx-58cd4d4f44-8pwb7:/# ls -l /usr/share/nginx/html/
total 54108
-rw-r--r-- 1 root root      537 Jul 11  2017 50x.html
-rw-r--r-- 1 root root      355 May 27 06:47 dashboard-adminuser.yaml
-rw------- 1 root root 55390720 May 27 01:49 flannel.tar
-rw-r--r-- 1 root root      612 Jul 11  2017 index.html
drwxr-xr-x 4 root root       51 Aug 17 14:16 mainfile

kubectl cp /tmp/foo_dir <some-pod>:/tmp/bar_dir
 
[root@master ~]\# kubectl cp flannel.tar  nginx-58cd4d4f44-8pwb7:/usr/share/nginx/html 
[root@master ~]\# kubectl cp mainfile/  nginx-58cd4d4f44-8pwb7:/usr/share/nginx/html 
[root@master ~]\# kubectl exec -it nginx-58cd4d4f44-8pwb7 -- /bin/bash
root@nginx-58cd4d4f44-8pwb7:/# ls -l /usr/share/nginx/html/
total 54108
-rw-r--r-- 1 root root      537 Jul 11  2017 50x.html
-rw-r--r-- 1 root root      355 May 27 06:47 dashboard-adminuser.yaml
-rw------- 1 root root 55390720 May 27 01:49 flannel.tar
-rw-r--r-- 1 root root      612 Jul 11  2017 index.html
drwxr-xr-x 4 root root       51 Aug 17 14:16 mainfile

4.5 port-forward

  • 端口转发，将svc地址或着pods端口利用kubelet映射到宿主机上,将访问宿主机的8888端口的所有流量转发到8111svc
kubectl port-forward --address 0.0.0.0 service/nginx 8888 8111

kubectl port-forward --address 0.0.0.0 service/nginx 8888 8111
  • 转发pods端口,将访问宿主机的8888端口流量转发到pod的5000端口
kubectl port-forward pod/mypod 8888:5000

kubectl port-forward pod/mypod 8888:5000

4.6 coredns

service 提供了对 pod 的固定访问端点，但是 service 本身的变动我们无法知晓，需要 coredns 对 service 做域名解析。

  • 查看 coredns 运行状态
kubectl get pods -n kube-system -o wide |grep coredns

kubectl get pods -n kube-system -o wide |grep coredns
  • 查看各个 kube-system 命名空间运行的服务，可以看到 kube-dns 运行的 IP 地址
kubectl get service -n kube-system

kubectl get service -n kube-system
  • 使用 kube-dns 来解析 nginx 这个 service 的地址就可以正常解析了
dig -t A nginx.default.svc.cluster.local @10.96.0.10

dig -t A nginx.default.svc.cluster.local @10.96.0.10
  • 创建一个访问 nginx 客户端容器，并进入交互式模式，这个容器默认的 dns 服务器就是 kube-dns 所在的服务器
kubectl run client --image=busybox --replicas=1 -it --restart=Never

kubectl run client --image=busybox --replicas=1 -it --restart=Never

/ # cat /etc/resolv.conf 
nameserver 10.96.0.10                                               # kube-dns 地址
search default.svc.cluster.local svc.cluster.local cluster.local    # 默认的解析搜索域
options ndots:5

/ # cat /etc/resolv.conf 
nameserver 10.96.0.10                                               # kube-dns 地址
search default.svc.cluster.local svc.cluster.local cluster.local    # 默认的解析搜索域
options ndots:5
  • 在 busybox 这个容器中请求 nginx 这个域名的 service ，能够正常访问
wget -O - -q http://nginx:80/

wget -O - -q http://nginx:80/

4.7 模拟 POD 被删除

  • 现在我们删除 service 后端的 POD ，副本控制器会自动创建新的 POD，而 service 则会自动指向新创建的 POD
kubectl delete pods nginx-deploy-5c9b546997-4w24n

kubectl delete pods nginx-deploy-5c9b546997-4w24n
  • 查看由副本控制器自动创建的 POD
kubectl get pods

kubectl get pods
  • 在 busybox 这个容器中请求 nginx 这个域名的 service ，访问没有受到影响
wget -O - -q http://nginx:80/

wget -O - -q http://nginx:80/

4.8 模拟 service 被删除

  • 当我们删除 service 并且重新建立一个 service 再次查看 service 的地址已经发生变化了
kubectl delete service nginx

kubectl delete service nginx

kubectl expose deployment nginx-deploy --name=nginx --port=80 --target-port=80 --protocol=TCP

kubectl expose deployment nginx-deploy --name=nginx --port=80 --target-port=80 --protocol=TCP

kubectl get service

kubectl get service
  • 在 busybox 这个容器中请求 nginx 这个域名的 service ，访问没有仍然没有受到影响
wget -O - -q http://nginx:80/

wget -O - -q http://nginx:80/

4.9 labels

为什么 Pod 被删除后，servic 仍然能够正确的调度到新的 POD 上，这就是 k8s 的 labels 这个机制来保证的。

能够使用标签机制不止有 pod、在 k8s 中很多对象都可以使用标签，例如：node、service

  • 查看 service 的详细信息，会发现标签选择器
kubectl describe service nginx

kubectl describe service nginx

Name:              nginx
Namespace:         default
Labels:            run=nginx-deploy
Annotations:       <none>
Selector:          run=nginx-deploy       # 这个选择器会自动选中 run 标签，且值为 nginx-deploy 的 POD
Type:              ClusterIP
IP:                10.101.149.4
Port:              <unset>  80/TCP
TargetPort:        80/TCP
Endpoints:         10.244.2.4:80          # 当 service 的后端，当 POD 发生变动则立即会更新
Session Affinity:  None
Events:            <none>

Name:              nginx
Namespace:         default
Labels:            run=nginx-deploy
Annotations:       <none>
Selector:          run=nginx-deploy       # 这个选择器会自动选中 run 标签，且值为 nginx-deploy 的 POD
Type:              ClusterIP
IP:                10.101.149.4
Port:              <unset>  80/TCP
TargetPort:        80/TCP
Endpoints:         10.244.2.4:80          # 当 service 的后端，当 POD 发生变动则立即会更新
Session Affinity:  None
Events:            <none>
  • 查看 POD 的标签，会看到拥有 run=nginx-deploy 标签的容器，而人为删除一个 POD 后，副本控制器创建的副本上的标签不会变化，所以标签又被 service 关联。
kubectl get pods --show-labels

kubectl get pods --show-labels

NAME                            READY   STATUS    RESTARTS   AGE     LABELS
client                          1/1     Running   0          21m     run=client
nginx-deploy-5c9b546997-kh88w   1/1     Running   0          8m37s   pod-template-hash=5c9b546997,run=nginx-deploy

NAME                            READY   STATUS    RESTARTS   AGE     LABELS
client                          1/1     Running   0          21m     run=client
nginx-deploy-5c9b546997-kh88w   1/1     Running   0          8m37s   pod-template-hash=5c9b546997,run=nginx-deploy
  • 查看 POD 的详细信息，也可以查看到 POD 的详细信息
kubectl describe deployment nginx-deploy

kubectl describe deployment nginx-deploy
  • 根据标签过滤，使用 -l 来指定标签名称或同时过滤其值
kubectl get pods --show-labels -l run=nginx-deploy

kubectl get pods --show-labels -l run=nginx-deploy
  • 标签选择器集中运算
关系与:  KEY,KEY KEY=VALUE2,KEY=VALUE2       # -l run,app
等值关系:KEY = VALUE KEY != VALUE           # -l run=nginx-deploy,app!=myapp
集合关系:KYE in|not in (VALUE1,VALUE2)      # -l "release in (canary,bata,alpha)"  

关系与:  KEY,KEY KEY=VALUE2,KEY=VALUE2       # -l run,app
等值关系:KEY = VALUE KEY != VALUE           # -l run=nginx-deploy,app!=myapp
集合关系:KYE in|not in (VALUE1,VALUE2)      # -l "release in (canary,bata,alpha)"
  • 显示指定的标签的值，下面显示了两个标签
kubectl get pods --show-labels -L run,pod-template-hash

kubectl get pods --show-labels -L run,pod-template-hash
  • 为指定的 POD 打标签，为 client 这个 POD 打上一个 release 标签，其值为 canary
kubectl label pods client release=canary

kubectl label pods client release=canary
  • 修改 POD 的标签，使用 --overwrite 进行修改原有标签
kubectl label pods client release=stable --overwrite

kubectl label pods client release=stable --overwrite
  • 删除指定的 nodes 上的标签，使用标签名称加 - 符号
kubectl label nodes node2 disktype-

kubectl label nodes node2 disktype-
  • 许多资源支持内嵌字段来定义其使用的标签选择器，例如 service 关联 pod 时候：
matchLabels: 直接给定键值
matchExpressions: 基于给定的表达式来定义使用标签选择器: {key:"KEY",operator:"OPERATOR",value:[VAL1,VAL2,...]}
    使用 key 与 value 进行 operator 运算, 复合条件的才被选择
    操作符:
    	In, NotIn: 其 value 列表必须有值
    	Exists, NotExists: 其 value 必须为空

matchLabels: 直接给定键值
matchExpressions: 基于给定的表达式来定义使用标签选择器: {key:"KEY",operator:"OPERATOR",value:[VAL1,VAL2,...]}
    使用 key 与 value 进行 operator 运算, 复合条件的才被选择
    操作符:
    	In, NotIn: 其 value 列表必须有值
    	Exists, NotExists: 其 value 必须为空
  • k8s 中很多对象都可以打标签，例如给 nodes 打一个标记，随后在添加资源时候就可以让资源对节点有倾向性了
kubectl label nodes node2 disktype=ssd

kubectl label nodes node2 disktype=ssd

kubectl get nodes --show-labels

kubectl get nodes --show-labels

4.10 动态扩容

  • 扩容一个集群的的 POD，下面命令表示修改 deployment 控制器下的 nginx-deply 容器的副本数量为2
kubectl scale --replicas=5 deployment nginx-deploy

kubectl scale --replicas=5 deployment nginx-deploy

4.11 滚动升级

  • 更换 nginx-deploy 这个控制器下的 nginx-deploy 容器镜像为 ikubernetes/myapp:v2
kubectl set image deployment nginx-deploy nginx-deploy=ikubernetes/myapp:v2

kubectl set image deployment nginx-deploy nginx-deploy=ikubernetes/myapp:v2
  • 查看更新的过程，直到 5 个容器中运行的镜像全部更新完
kubectl rollout status deployment nginx-deploy

kubectl rollout status deployment nginx-deploy

[root@node1 ~]\# kubectl rollout status deployment nginx-deploy
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 3 out of 5 new replicas have been updated...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 3 out of 5 new replicas have been updated...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 3 out of 5 new replicas have been updated...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 3 out of 5 new replicas have been updated...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 3 out of 5 new replicas have been updated...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 4 out of 5 new replicas have been updated...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 4 out of 5 new replicas have been updated...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 4 out of 5 new replicas have been updated...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 4 out of 5 new replicas have been updated...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 4 out of 5 new replicas have been updated...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 2 old replicas are pending termination...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 2 old replicas are pending termination...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 2 old replicas are pending termination...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 1 old replicas are pending termination...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 1 old replicas are pending termination...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 1 old replicas are pending termination...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 4 of 5 updated replicas are available...
deployment "nginx-deploy" successfully rolled out

[root@node1 ~]\# kubectl rollout status deployment nginx-deploy
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 3 out of 5 new replicas have been updated...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 3 out of 5 new replicas have been updated...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 3 out of 5 new replicas have been updated...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 3 out of 5 new replicas have been updated...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 3 out of 5 new replicas have been updated...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 4 out of 5 new replicas have been updated...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 4 out of 5 new replicas have been updated...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 4 out of 5 new replicas have been updated...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 4 out of 5 new replicas have been updated...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 4 out of 5 new replicas have been updated...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 2 old replicas are pending termination...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 2 old replicas are pending termination...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 2 old replicas are pending termination...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 1 old replicas are pending termination...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 1 old replicas are pending termination...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 1 old replicas are pending termination...
Waiting for deployment "nginx-deploy" rollout to finish: 4 of 5 updated replicas are available...
deployment "nginx-deploy" successfully rolled out
  • 回滚操作，不指定任何的镜像则为上一个版本的镜像
kubectl rollout undo deployment nginx-deploy

kubectl rollout undo deployment nginx-deploy

如果防止更新过程中被调度，那么就需要学习就绪性检测才能实现

4.12 集群外访问

  • 修改 service 的网络类型为 NodePort
kubectl edit service nginx

kubectl edit service nginx

type: ClusterIP -> type: NodePort

type: ClusterIP -> type: NodePort
  • 查看 service 的信息，发现多了一个 30982 端口
kubectl get service

kubectl get service

NAME         TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1      <none>        443/TCP        15h
nginx        NodePort    10.105.27.11   <none>        80:30982/TCP   42m

NAME         TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1      <none>        443/TCP        15h
nginx        NodePort    10.105.27.11   <none>        80:30982/TCP   42m
  • 在集群外部使用任意的 node IP 地址 + 端口来访问
http://172.16.100.101:30982/

http://172.16.100.101:30982/

4.13 排查日志

  • 查看一个 pod 的某个容器的运行日志
kubectl logs pod-demo busybox

kubectl logs pod-demo busybox

4.14 连入 POD 容器 

kubectl exec -it pod-demo -c myapp -- /bin/sh

kubectl exec -it pod-demo -c myapp -- /bin/sh