自从上了K8S，项目更新都不带停机的！
作者：互联网
其实K8S中还有一些高级特性也很值得学习，比如弹性扩缩应用、滚动更新、配置管理、存储卷、网关路由等。今天我们就来了解下这些高级特性，希望对大家有所帮助！
核心概念
首先我们先来了解一些核心概念，了解这些核心概念对使用K8S的高级特性很有帮助。
ReplicaSet
ReplicaSet确保任何时间都有指定数量的Pod副本在运行。通常用来保证给定数量的、完全相同的Pod的可用性。建议使用Deployment来管理ReplicaSet，而不是直接使用ReplicaSet。
ConfigMap
ConfigMap是一种API对象，用来将非机密性的数据保存到键值对中。使用时，Pod可以将其用作环境变量、命令行参数或者存储卷中的配置文件。使用ConfigMap可以将你的配置数据和应用程序代码分开。
Volume
Volume指的是存储卷，包含可被Pod中容器访问的数据目录。容器中的文件在磁盘上是临时存放的，当容器崩溃时文件会丢失，同时无法在多个Pod中共享文件，通过使用存储卷可以解决这两个问题。
常用的存储卷有如下几种：
- configMap：configMap卷提供了向Pod注入配置数据的方法。ConfigMap对象中存储的数据可以被configMap类型的卷引用，然后被Pod中运行的容器化应用使用。
- emptyDir：emptyDir卷可用于存储缓存数据。当Pod分派到某个Node上时，emptyDir卷会被创建，并且Pod在该节点上运行期间，卷一直存在。当Pod被从节点上删除时emptyDir卷中的数据也会被永久删除。
- hostPath：hostPath卷能将主机节点文件系统上的文件或目录挂载到你的Pod中。在Minikube中的主机指的是Minikube所在虚拟机。
- local：local卷所代表的是某个被挂载的本地存储设备，例如磁盘、分区或者目录。local卷只能用作静态创建的持久卷，尚不支持动态配置。
- nfs：nfs卷能将NFS（网络文件系统）挂载到你的Pod中。
- persistentVolumeClaim：persistentVolumeClaim卷用来将持久卷（PersistentVolume）挂载到Pod中。持久卷（PV）是集群中的一块存储，可以由管理员事先供应，或者使用存储类（Storage Class）来动态供应，持久卷是集群资源类似于节点。
Ingress
Ingress类似于K8S中的网关服务，是对集群中服务的外部访问进行管理的API对象，典型的访问方式是HTTP。Ingress可以提供负载均衡、SSL终结和基于名称的虚拟托管。
高级特性
扩缩应用
当流量增加时，我们需要扩容应用程序满足用户需求。当流量减少时，需要缩放应用以减少服务器开销。在K8S中扩缩是通过改变Deployment中的副本数量来实现的。
- 获取所有Deployment可使用如下命令：
kubectl get deployments
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
kubernetes-nginx 1/1 1 1 43h
- 获取所有ReplicaSet可使用如下命令：
kubectl get rs
NAME DESIRED CURRENT READY AGE
kubernetes-nginx-78bcc44665 1 1 1 43h
- 对应用进行扩容操作，扩容到4个实例，再查看所有：
kubectl scale deployments/kubernetes-nginx --replicas=4
[macro@linux-local root]$ kubectl get deployments
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
kubernetes-nginx 4/4 4 4 43h
- 查看所有Pod，发现已经有4个运行在不同的IP地址上了；
kubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
kubernetes-nginx-78bcc44665-8fnnn 1/1 Running 2 43h 172.17.0.3 minikube <none> <none>
kubernetes-nginx-78bcc44665-dvq4t 1/1 Running 0 84s 172.17.0.8 minikube <none> <none>
kubernetes-nginx-78bcc44665-thzg9 1/1 Running 0 84s 172.17.0.7 minikube <none> <none>
kubernetes-nginx-78bcc44665-w7xqd 1/1 Running 0 84s 172.17.0.6 minikube <none> <none>
- 对应用进行缩放操作，缩放到2个实例；
kubectl scale deployments/kubernetes-nginx --replicas=2
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES
kubernetes-nginx-78bcc44665-8fnnn 1/1 Running 2 44h 172.17.0.3 minikube <none> <none>
kubernetes-nginx-78bcc44665-w7xqd 1/1 Running 0 11m 172.17.0.6 minikube <none> <none>
滚动更新
滚动更新允许通过使用新的实例逐步更新Pod实例，零停机进行Deployment更新。K8S不仅可以实现滚动更新，还可以支持回滚操作。
- 目前运行了4个Nginx 1.10 版本的实例：
[macro@linux-local root]$ kubectl get pods
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
kubernetes-nginx-78bcc44665-8fnnn 1/1 Running 2 44h
kubernetes-nginx-78bcc44665-jpw2g 1/1 Running 0 5s
kubernetes-nginx-78bcc44665-w7xqd 1/1 Running 0 59m
kubernetes-nginx-78bcc44665-xx8s5 1/1 Running 0 5s
- 可以通过 kubectl describe 命令来查看镜像版本号：
[macro@linux-local root]$ kubectl describe pods |grep Image
Image: nginx:1.10
Image ID: docker-pullable://nginx@sha256:6202beb06ea61f44179e02ca965e8e13b961d12640101fca213efbfd145d7575
- kubectl set image 1.19 1.10 1.19
# 命令格式 kubectl set image Deployment的名称 容器名称=容器镜像:镜像版本号
kubectl set image deployments/kubernetes-nginx nginx=nginx:1.19
# 停止1个旧实例并创建2个新实例
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
kubernetes-nginx-66f67cd758-rbcz5 0/1 ContainerCreating 0 11s
kubernetes-nginx-66f67cd758-s9ck8 0/1 ContainerCreating 0 11s
kubernetes-nginx-78bcc44665-8fnnn 1/1 Running 2 45h
kubernetes-nginx-78bcc44665-jpw2g 0/1 Terminating 0 15m
kubernetes-nginx-78bcc44665-w7xqd 1/1 Running 0 75m
kubernetes-nginx-78bcc44665-xx8s5 1/1 Running 0 15m
# 1个实例已被停止2个新实例仍创建中
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
kubernetes-nginx-66f67cd758-rbcz5 0/1 ContainerCreating 0 30s
kubernetes-nginx-66f67cd758-s9ck8 0/1 ContainerCreating 0 30s
kubernetes-nginx-78bcc44665-8fnnn 1/1 Running 2 45h
kubernetes-nginx-78bcc44665-w7xqd 1/1 Running 0 75m
kubernetes-nginx-78bcc44665-xx8s5 1/1 Running 0 15m
# 4个新实例均已创建完成
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
kubernetes-nginx-66f67cd758-jn926 1/1 Running 0 48s
kubernetes-nginx-66f67cd758-rbcz5 1/1 Running 0 3m12s
kubernetes-nginx-66f67cd758-s9ck8 1/1 Running 0 3m12s
kubernetes-nginx-66f67cd758-smr7n 1/1 Running 0 44s
- 此时再使用 kubectl describe 命令来查看镜像版本号，发现Nginx已经更新至 1.19 版本：
[macro@linux-local root]$ kubectl describe pods |grep Image
Image: nginx:1.19
Image ID: docker-pullable://nginx@sha256:4cf620a5c81390ee209398ecc18e5fb9dd0f5155cd82adcbae532fec94006fb9
- 如果想回滚到原来的版本的话，直接使用 kubectl rollout undo 命令即可。
kubectl rollout undo deployments/kubernetes-nginx
配置管理
ConfigMap允许你将配置文件与镜像文件分离，以使容器化的应用程序具有可移植性。接下来我们演示下如何将ConfigMap的的属性注入到Pod的环境变量中去。
- nginx-config.yaml nginx-config data
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
name: nginx-config
namespace: default
data:
nginx-env: test
- 应用 nginx-config.yaml 文件创建ConfigMap：
kubectl create -f nginx-config.yaml
- 获取所有ConfigMap：
kubectl get configmap
NAME DATA AGE
kube-root-ca.crt 1 2d22h
nginx-config 1 13s
- 通过 yaml 格式查看ConfigMap中的内容：
kubectl get configmaps nginx-config -o yaml
apiVersion: v1
data:
nginx-env: test
kind: ConfigMap
metadata:
creationTimestamp: "2021-01-08T01:49:44Z"
managedFields:
- apiVersion: v1
fieldsType: FieldsV1
fieldsV1:
f:data:
.: {}
f:nginx-env: {}
manager: kubectl-create
operation: Update
time: "2021-01-08T01:49:44Z"
name: nginx-config
namespace: default
resourceVersion: "61322"
uid: a477567f-2aff-4a04-9a49-f19220baf0d3
- 添加配置文件 nginx-deployment.yaml 用于创建Deployment，部署一个Nginx服务，在Nginx的环境变量中引用ConfigMap中的属性：
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx-deployment
labels:
app: nginx
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.10
ports:
- containerPort: 80
env:
- name: NGINX_ENV # 在Nginx中设置环境变量
valueFrom:
configMapKeyRef:
name: nginx-config # 设置ConfigMap的名称
key: nginx-env # 需要取值的键
- 应用配置文件文件创建Deployment：
kubectl apply -f nginx-deployment.yaml
- 创建成功后查看Pod中的环境变量，发现 NGINX_ENV 变量已经被注入了；
kubectl exec deployments/nginx-deployment -- env
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin
HOSTNAME=nginx-deployment-66fcf997c-xxdsb
NGINX_ENV=test
存储卷使用
通过存储卷，我们可以把外部数据挂载到容器中去，供容器中的应用访问，这样就算容器崩溃了，数据依然可以存在。
- 记得之前我们使用Docker部署Nginx的时候，将Nginx的 html、logs、conf 目录从外部挂载到了容器中；
docker run -p 80:80 --name nginx \
-v /mydata/nginx/html:/usr/share/nginx/html \
-v /mydata/nginx/logs:/var/log/nginx \
-v /mydata/nginx/conf:/etc/nginx \
-d nginx:1.10
- Minikube可以认为是一台虚拟机，我们可以用Minikube的 ssh 命令来访问它；
minikube ssh
- Minikube中默认有一个 docker 用户，我们先重置下它的密码；
sudo passwd docker
- 在Minikube中创建 mydata 目录；
midir /home/docker/mydata
- 我们需要把Nginx的数据目录复制到Minikube中去，才能实现目录的挂载，注意docker用户只能修改 /home/docker 目录中的文件，我们通过 scp 命令来复制文件；
scp -r /home/macro/mydata/nginx docker@192.168.49.2:/home/docker/mydata/nginx
- 添加配置文件 nginx-volume-deployment.yaml 用于创建Deployment：
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx-volume-deployment
labels:
app: nginx
spec:
replicas: 1
selector:
matchLabels:
app: nginx
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.10
ports:
- containerPort: 80
volumeMounts:
- mountPath: /usr/share/nginx/html
name: html-volume
- mountPath: /var/log/nginx
name: logs-volume
- mountPath: /etc/nginx
name: conf-volume
volumes:
- name: html-volume
hostPath:
path: /home/docker/mydata/nginx/html
type: Directory
- name: logs-volume
hostPath:
path: /home/docker/mydata/nginx/logs
type: Directory
- name: conf-volume
hostPath:
path: /home/docker/mydata/nginx/conf
type: Directory
- 应用配置文件创建Deployment；
kubectl apply -f nginx-volume-deployment.yaml
- 添加配置文件 nginx-service.yaml 用于创建Service；
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: nginx-service
spec:
type: NodePort
selector:
app: nginx
ports:
- name: http
protocol: TCP
port: 80
targetPort: 80
nodePort: 30080
- 应用配置文件创建Service；
kubectl apply -f nginx-service.yaml
- 查看下Service服务访问端口；
[macro@linux-local nginx]$ kubectl get services
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 6d23h
kubernetes-nginx NodePort 10.106.227.54 <none> 80:30158/TCP 5d22h
nginx-service NodePort 10.103.72.111 <none> 80:30080/TCP 7s
- 通过CURL命令可以访问Nginx首页信息。
curl $(minikube ip):30080
网关路由
Ingress可以作为K8S的网关来使用，能提供服务路由和负载均衡等功能。
- Minikube默认没有启用Ingress插件，需要手动开启；
minikube addons enable ingress
- 开启Ingress过程中遇到了一个坑，会在验证的时候卡主，其实是Minikube内部无法下载Ingress镜像导致的：
[macro@linux-local ~]$ minikube addons enable ingress
* Verifying ingress addon...
- 解决该问题需要手动下载第三方镜像，并标记为需要的镜像，并重新启用Ingress插件；
# 查找启动有问题的Pod
kubectl get pods -n kube-system
# 查看启动失败原因
kubectl describe ingress-nginx-controller-xxx -n kube-system
# 连接到Minikube
minikube ssh
# 原来需要下载的镜像（已经无法下载）
docker pull us.gcr.io/k8s-artifacts-prod/ingress-nginx/controller:v0.40.2
# 下载第三方替代镜像（直接去DockerHub官网搜索即可）
docker pull pollyduan/ingress-nginx-controller:v0.40.2
# 修改镜像名称
docker tag pollyduan/ingress-nginx-controller:v0.40.2 us.gcr.io/k8s-artifacts-prod/ingress-nginx/controller:v0.40.2
- 重启插件后检查下Ingress是否在运行；
kubectl get pods -n kube-system
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
ingress-nginx-admission-create-krpgk 0/1 Completed 0 46h
ingress-nginx-admission-patch-wnxlk 0/1 Completed 3 46h
ingress-nginx-controller-558664778f-wwgws 1/1 Running 2 46h
- 添加配置文件 nginx-ingress.yaml 用于创建Ingress；
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: nginx-ingress
annotations:
nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /$1
spec:
rules:
- host: nginx-volume.com
http:
paths:
- path: /
pathType: Prefix
backend:
service:
name: nginx-service
port:
number: 80
- 应用配置文件创建Ingress；
kubectl apply -f nginx-ingress.yaml
- 查看所有Ingress，此时我们已经可以通过 nginx-volume.com 来访问Pod中运行的Nginx服务了；
kubectl get ingress
NAME CLASS HOSTS ADDRESS PORTS AGE
nginx-ingress <none> nginx-volume.com 192.168.49.2 80 6s
- 需要修改下 host 文件，注意切换到 root 账号后修改：
# 切换到root用户
su -
# 修改host文件
vi /etc/hosts
# 添加如下记录
192.168.49.2 nginx-volume.com
- 最后通过CURL命令可以访问Nginx首页信息。
curl nginx-volume.com
总结
通过K8S扩展和管理容器化应用确实十分方便，通过几个命令我们就可以实现零停机更新，出了故障也不怕，一个命令实现回滚。但是大量的命令行操作总显得枯燥无味，要是有个可视化工具可以直接管理K8S就更好了。
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标签：kubectl,不带,name,kubernetes,停机,nginx,Running,Pod,K8S 来源： https://www.cnblogs.com/javadoudi/p/14332523.html