Win10环境的minikube的kubernetes操作

※本文档适用于下面的参考文档学习及配置后，再进行学习。

参考文档：
1.Windows10 环境下的 Docker
2.Windows 10 Kubernetes(minikube)搭建

官方文档：
学习 Kubernetes 基础知识
Kubernetes核心概念

1.概念一览

1. Kubernetes Master（Kubernetes主节点）
   集群的主节点机器。
2. Node（节点）
   集群的节点机器。
3. Service（svc）（服务）
   多个相同名称的POD副本 使用不同的IP地址，Service提供DNS服务，通过指定的名称对多个POD对象进行软件级负载均衡访问。
4. Replication Controller（复制控制器）
   使用控制器，可以快速创建指定个数的相同POD副本，并且对已经创建的POD副本进行监听，当POD副本对象不足指定个数或者POD副本不响应，控制器会自动创建POD副本来保证指定个数的相同POD副本可以访问。
5. Label(label)（标签）
   POD副本进行名称及类型的标记，例如：frontend(前端)，backend(后端)
6. Pod
   多个docker容器和 卷(Volumes) 在同一个POD中，且多个容器见可以使用localhost进行访问。
   Pod是短暂的，卷(Volumes) 是持久的，当创建新的POD副本时，可以快速的从卷中获取数据。
7. Deployment(部署)
   代替 Replication Controller，Deployment 用来ReplicaSet，用来实现POD扩容，升级，回滚等作业。
8. ReplicaSet
   用来创建指定个数的POD对象及扩容POD个数,并且监听POD状态，当POD异常时，自动销毁异常POD，并创建新的POD来保持整体的POD副本数目。

2.网络框架

1.kubectl是kubernetes的命令行工具，用于创建，查询，删除kubernetes及容器相关的对象。
2.kubelet是用来Pod 管理，容器健康检查 ，容器监控

3.kubectl命令

3.1创建nginx POD对象

创建nginx的deployment对象有两种命令格式
命令格式1：kubectl run -> 该方式已被kubectl create取代

kubectl run nginx --image=nginx
解释：kubectl run 部署对象名称 --image=docker镜像名称
缺省参数：
--port 容器的访问端口号,默认为80,例如:--port=8080
--labels 容器的名称标签,格式app=名称,env=环境,例如:--labels="app=hazelcast,env=prod"
--replicas POD的副本数量,例如:--replicas=5

命令格式2：kubectl create

kubectl create deployment nginx --image=nginx
解释：kubectl create deployment 部署对象名称 --image=docker镜像名称

3.2查看 POD对象列表

kubectl get pods

列表中NAME字段的含义：
当创建多个副本的POD时，docker name的前缀相同
STATUS字段的含义：
ImagePullBackOff ：镜像无法下载
解决方案参考2.Windows 10 Kubernetes(minikube)搭建 中的 3.14 配置minikube的docker镜像加速

Running ：下载并且启动docker镜像成功

在minikube的机器中，使用docker ps命令，可以看到nginx服务器正常启动

3.3查看 deployment 对象创建的配置log

方式1：命令行

 kubectl describe pod nginx
 解释：kubectl describe pod deployment对象的名称

方式2：浏览器
在kubernetes-dashboard的网页中，也可以看到deployment的对象的信息

3.4 删除deployment的对象（POD和ReplicaSet）

kubectl delete -n default deployment nginx
解释：kubectl delete -n 命名空间 deployment deployment名称

3.5 访问POD对象

1.查询当前POD的详细信息，查找到IP地址

kubectl get pod -o wide

2.登录到minikube服务器中，使用curl命令获取nginx的index文件内容

minikube ssh
$ curl IP地址/index.html

3.6 扩展POD副本的数量

1.扩展POD副本

kubectl scale deployment nginx --replicas=4
解释：kubectl scale deployment POD名称--replicas=扩展后的POD副本总数量

2.查看POD副本的状态
在POD状态中可以看到相同POD正在被创建。

kubectl get pod

3.所有POD副本被创建完成

3.7 验证ReplicaSet的POD监听

1.关闭多个POD副本中的某一个Docker容器
例如：
副本1：nginx-86c57db685-4k7bn
副本2：nginx-86c57db685-5qmjm
副本3：nginx-86c57db685-6ds9q
副本4：nginx-86c57db685-t7kxf

登录到minikube服务器，关闭副本4（nginx-86c57db685-t7kxf）的docker 对象

minikube ssh
$ docker ps
获取到容器的名称前缀为nginx-86c57db685-t7kxf的容器ID
$ docker stop 容器ID

2.查询pod的信息
RESTARTS的次数加1，ReplicaSet自动恢复了POD副本

kubectl get pod

3.删除POD副本

kubectl delete pod nginx-86c57db685-t7kxf
解释：kubectl delete pod POD副本名称

4.再次查询POD副本
副本4被删除，ReplicaSet自动创建了新的POD副本,保持整体的POD数量

kubectl get pod -o wide

3.8 创建services（svc），访问POD副本

1.查询pod副本的详细信息

kubectl get pod -o wide

发现每一个POD副本有独立的IP地址，如果想访问它们，就需要添加负载均衡，并且当添加或者删除POD副本时，POD副本的IP地址会发生变更，需要维护负载均衡。
services是一组提供相同服务的POD副本对外的访问接口,且支持轮播的负载均衡，在添加或者删除POD副本时，自动进行负载均衡设定。
2.创建services
这里只介绍services的2种常用类型
集群内部访问：ClusterIP:使用一个集群固定IP，这个是默认选项
集群外部访问：NodePort：使用一个集群固定IP，并且会暴露一个端口给外部网络进行访问，端口的范围（默认是30000-32767）
ClusterIP模式
1.创建services

kubectl expose deployment nginx --port=31000 --target-port=80
解释：kubectl expose deployment 部署名称 --port=集群内访问的端口号 --target-port=容器的端口号

2.查询services

kubectl get svc

3.使用deployment的service的集群IP访问POD副本

1.登录到minikube服务器中
minikube ssh
2.访问nginx的index.html文件
curl 10.97.91.225:31000/index.html

3.9 删除services（svc）

kubectl delete svc nginx
解释：kubectl delete svc service名称

3.10 创建NodePort类型的services（svc）

NodePort
方式1：
a.从ClusterIP方式修改为NodePort
修改service的配置

kubectl edit svc nginx
解释：kubectl edit svc service名称

修改前:
修改后：

b.保存退出

c.再次查询service

kubectl get svc

TYPE变更成NodePort，并且生成一个外网访问的端口

d.获取minikube服务器集群的主机IP地址
注：由于切换的hyper-v的虚拟交换机的类型，导致了IP变更
查询minikube服务器的IP地址
方式1：

1.登录minikube服务器
minikube ssh
2.查询IP地址
$ ifconfig

方式2：

minikube ip

e.浏览器访问

http://minikube服务器IP:30302

方式2：

a.创建services,并指定类型为NodePort

kubectl expose deployment nginx --port=32000 --type=NodePort --target-port=80
解释：kubectl expose deployment 部署名称 --port=集群内访问的端口号 --target-port=容器的端口号

b.再次查询service

kubectl get svc

e.浏览器访问

http://minikube服务器IP:30140

4 资源清单

k8s使用资源清单式进行相关组件的构建，即yaml文件格式配置文件创建POD，service等。

注意：YAML文件中不支持使用tab

获取帮助文档

kubectl explain pod

4.1 公共配置

apiVersion: v1  #kubernetes的API版本号
kind: <string> #资源类型 例如Pod，service
metadata: <Object> #元数据，资源的主要信息，例如命名，所在空间等
  name: <string> #资源名称 例如Pod名称
  namespace: <string> #资源所属命名空间 如Pod的默认值 default
  labels: <map[string]string> #标签列表 资源类型添加标签
    key1: value1  #例如 version: v1
    key2: value2  #例如 app: myfirstnginxapp

4.2 Pod类型配置的spec设定

spec: <Object> #必选，期望的状态
  containers: <[]Object> -required- #pod中的容器列表，可以有多个容器
  - name: <string> -required- #容器名称
    image: <string> -required- #容器的镜像名称及版本号，例如
    imagePullPolicy: <string>  #获取镜像的策略(Always, Never, IfNotPresent)
    #1.Alawys表示总是下载镜像 
    #2.IfnotPresent表示优先使用本地镜像，如果本地不存在，则下载镜像 
    #3.Nerver表示仅使用本地镜像，如果不存在，不进行下载。
    #注：默认策略为IfNotPresent，当版本号为lastest，则策略为Always
    command: <[]string> #容器的启动命令列表

4.2.1 使用资源文件-创建Pod

1.创建Deployment对象

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deploy
  namespace: default
  labels:
    app: k8s-nginx
spec:
  replicas: 2            #生成复本数量为2
  selector:
    matchLabels:
      app: k8s-nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: k8s-nginx
      annotations: #用于选择对象并查找满足某些条件的对象集合 Annotations不会被Kubernetes直接使用，其主要目的是方便用户阅读查找
        app: nginx-clouster
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: docker.io/nginx
        livenessProbe:       #livenessProbe(可用性/存活探针) 对Pod内个容器健康检查的设置，当探测无响应几次后将自动重启该容器，检查方法有exec、httpGet和tcpSocket，对一个容器只需设置其中一种方法即可，另一种探针 
                             #readiness probe(就绪探针)就绪探针的作用是控制哪些pod可以作为svc的后端,如果pod不是就绪状态,就把它从svc load balancer中移除.
            httpGet:         #通过httpget检查健康，返回200-399之间，则认为容器正常
              path: /        #URI地址
              port: 80       #端口号
              #host: 127.0.0.1 #主机地址
              scheme: HTTP  #支持的协议，http或者https
            initialDelaySeconds: 5  #容器启动后第一次执行探测是需要等待多少秒。
            timeoutSeconds: 1   #探测超时时间。默认1秒，最小1秒。
        imagePullPolicy: IfNotPresent  #[Always | Never | IfNotPresent] #获取镜像的策略 Alawys表示下载镜像 IfnotPresent表示优先使用本地镜像，否则下载镜像，Nerver表示仅使用本地镜像
        resources: #资源限制和请求的设置
            limits:
              cpu: 1 #CPU最大限制
              memory: 3000Mi  #内存限制，单位可以为Mib/Gib，将用于docker run --memory参数
            requests:
              cpu: 0.2  #Cpu请求，容器启动的初始可用数量,副本个数*cpu的总数量不可超过kubernetes安装时系统设定的上限
              memory: 100Mi   #内存请求，容器启动的初始可用数量
        ports:
        -    containerPort: 80   #容器需要监听的端口号

2.创建Service对象

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    run: nginx
  name: nginx
  namespace: default
spec:
  type: NodePort
  ports:
  - port: 88  #这里的端口和clusterIP对应，即clusterIP:80,供内部访问。
    targetPort: 80 #端口一定要和container暴露出来的端口对应，nginx暴露出来的端口是8081，所以这里也应是8081
    protocol: TCP
    nodePort: 30060   # 所有的节点都会开放此端口，此端口供外部调用。有效范围30000-32767
  selector:
    app: k8s-nginx

查询pod状态

kubectl get pods -o wide

浏览器访问

http://minikube服务器IP:30060

3.查看POD日志

 kubectl logs Deployment的POD对象