16 视频:初级篇实操总结

你好,我是Chrono。

学完了前面的7节文字+音频的课程之后,今天又是一节视频课程,对“初级篇”里Kubernetes知识做一个回顾与总结,同样还是注重实际操作的演示,而不会讲解理论知识。

首先我们会启动本机环境里的minikube,登录虚拟节点看看apiserver、etcd、scheduler等组件,然后使用命令行工具kubectl操作Kubernetes,创建Pod、Job、CronJob、ConfigMap、Secret等API对象。

接下来我们视频上见。


一. minikube环境

视频操作要点:

我们从minikube环境开始,安装的过程就不演示了,我假设你已经按照[第9讲]里的步骤成功下载了minikube和kubectl的二进制文件。

先看一下minikube的版本号:

minikube version

显示的是当前的最新版本1.25.2,再看一下它的状态:

minikube status

可以看到Kubernetes的组件都没有启动,集群处于停止状态。

现在让我们用 minikube start 启动minikube集群:

minikube start --kubernetes-version=v1.23.3

稍等一小会,看看它提示里的表情符号,一个本地的微型Kubernetes集群就创建好了。从提示信息里可以看到,这个Kubernetes集群的版本是v1.23.3,运行在Docker 20.10.12上。

现在我们再看一下minikube的状态:

minikube status

可以看到Kubernetes的核心组件kubelet、apiserver都是运行状态了。

命令 minikube node list 可以查看这个微型集群的节点列表:

minikube node list

默认情况下,minikube只会创建一个节点,这里显示它的IP地址是“192.168.49.2”。

我们可以使用命令 minikube ssh 直接登录到这个节点,是虚拟机里的一个虚拟机,在里面可以执行任意的Linux操作:

uname -a  #显示是Ubuntu操作系统
docker version #这个节点里也跑了一个docker,但其实是复用了宿主机的docker
docker ps    #能够看到节点里以容器形式运行的Kubernetes进程,比如pause、scheduler等等
exit

看完了minikube集群的状态,让我们用kubectl来操作Kubernetes,首先是看版本号:

kubectl version

显示版本是1.23.3。用 kubectl get pod 看看当前集群里运行的运行应用,会发现是空的。

让我们用 run 命令运行一个Nginx Pod:

kubectl run ngx --image=nginx:alpine

这个时候我们再查看Pod, kubectl get pod 就会看到有一个Pod运行了。

这个Nginx pod属于default名字空间,而apiserver等核心组件是在kube-system名字空间,你可以用 -n 参数查看在kube-system里运行的Pod:

kubectl get pod -n kube-system

可以看到apiserver、etcd、scheduler、controller manager、coredns、kube-proxy等组件都是以Pod的形式在这里运行。

二. 用kubectl操作API对象

视频操作要点:

下面我们把注意力集中在kubectl操作Kubernetes API对象上。

先来查看当前Kubernetes版本支持的所有api对象,命令是 kubectl api-resources

kubectl api-resources

它的输出信息很多,你可以看到Pod的简写是po、api version是v1、CronJob的简写是cj、api version是batch/v1,这些信息在我们编写YAML描述文件的时候非常有用。

再来看另一个常用的命令 kubectl explain,它能够给出api对象字段的详细信息,比如查看Pod:

kubectl explain pod
kubectl explain pod.metadata
kubectl explain pod.spec
kubectl explain pod.spec.containers

有了这个随手可得的文档,我们在编写YAML文件的时候就不会不知所措了。

创建YAML样板要用到两个特殊参数“–dry-run=client”和“-o yaml”,我把它定义成一个环境变量:

export out="--dry-run=client -o yaml"

然后我们再创建一个Pod的YAML:

kubectl run ngx --image=nginx:alpine $out > pod.yml

用vi编辑这个文件,删除不需要的字段,一个YAML描述文件形式的API对象就创建好了。

三. Pod对象

视频操作要点:

我们来看一个已经编辑好的Nginx pod对象,里面定义了名字是ngx-pod,有两个标签env和owner,spec里的containers定义了Pod里只有一个容器,镜像是nginx:alpine,对外的端口是80。

现在就可以使用命令 kubectl apply 创建这个Pod,再用 kubectl get pod 来查看状态:

kubectl apply -f ngx-pod.yml
kubectl get pod

命令 kubectl logs 会输出Nginx的运行日志:

kubectl logs ngx-pod

我们还可以用 kubectl exec 进入Pod里的容器,注意要有 --

kubectl exec -it ngx-pod -- sh
nginx -v
uname -a
exit

最后我们用 kubectl delete 删除这个Pod:

kubectl delete -f ngx-pod.yml

四. 离线业务对象Job、CronJob

视频操作要点:

看完了Pod的基本操作之后,我们来看离线业务的对象Job和CronJob。

首先要用 kubectl create 创建一个Job样板文件:

kubectl create job echo-job --image=busybox $out

把它保存编辑之后,我们就得到了一个Job对象,用vi看一下。这个Job非常简单,执行echo命令,输出hello world。注意它的restartPolicy是OnFailure,表示失败后要原地重启容器。

现在来创建Job对象,用的命令还是 kubectl apply

kubectl apply -f job.yml

创建之后用 kubectl get jobkubectl get pod 来分别查看Job和Pod的状态,使用命令 kubectl logs 来获取Pod的运行结果:

kubectl get job
kubectl get pod
kubectl logs echo-job-l52l7

CronJob同样也可以自动生成样板文件:

kubectl create cj echo-cj --image=busybox --schedule="" $out
vi cronjob.yml

CronJob对象里要注意的是,它使用jobTemplate又定义了一个Job,然后在字段schedule里使用cron语法定义了定时运行的规则,这里就是每分钟运行一次。

CronJob的用法和Job几乎是一样的,用 apply 命令创建后就可以用get来查看作业的运行状态:

kubectl apply -f cronjob.yml
kubectl get cj
kubectl get pod

最后让我们用 delete 命令删除这两个API对象:

kubectl delete -f job.yml
kubectl delete -f cronjob.yml

五. 配置信息对象ConfigMap和Secret

视频操作要点:

下面我来演示Kubernetes里的配置信息对象ConfigMap和secret。

还是老办法,先用 kubectl create 创建ConfigMap的样板文件,不过要命令后面多加一个参数 --from-literal ,从字面值生成一些数据:

kubectl create cm info --from-literal=k=v $out

Secret也是同样的创建方式,注意命令形式与ConfigMap略有不同,要用generic表示一般的机密信息:

kubectl create secret generic user --from-literal=name=root $out

我们来看看已经编辑好的YAML文件:

vi cm.yml

这里定义了4个配置项,注意ConfigMap要求必须是字符串,所以最好用引号引起来,避免解释成数字导致错误。

vi secret.yml

Secret里定义了3个配置项,由于做了base64编码,不能直接看到原值,不过我们可以在命令行里用工具base64 -d解码,比如看用户名:

echo cm9vdA== | base64 -d

现在让我们创建这两个对象:

kubectl apply -f cm.yml
kubectl apply  -f secret.yml

然后查看这些对象的状态:

kubectl get cm
kubectl describe cm info

ConfigMap是明文显示:

kubectl get secret
kubectl describe secret user

而Secret的类型是Opaque,不透明的,不能直接看到。

接下来我们把这些配置信息以存储卷的形式注入Pod,需要在Pod里加入“volumes”和“volumeMounts”字段:

vi vol-pod.yml

在这份YAML里,我为ConfigMap和Secret定义了两个volume,分别是cm-vol和sec-vol,然后在volumeMounts里把它们挂载到了tmp目录。

kubectl apply 命令创建之后,我们还是用 kubectl exec 进入Pod,看看配置信息被加载成了什么形式:

kubectl apply -f vol-pod.yml
kubectl get pod
kubectl exec -it vol-pod -- sh

cd /tmp
ls              #加载成两个目录
cd cm-items/
cat greeting
cd ..
cd sec-items/
cat pwd        #已经被base64解码

六. 在Kubernetes里搭建WordPress

视频操作要点:

最后我们在Kubernetes里搭建WordPress,这些YAML文件都已经准备好了,只需要逐个用 apply 命令创建就可以。

首先是MariaDB数据库:

kubectl apply -f mariadb-pod.yml
kubectl get pod -o wide

需要看它的IP地址,这里是172.17.0.?,然后我们修改WordPress YAML,环境变量host改成MariaDB的地址,然后再创建WordPress Pod:

kubectl apply -f wp-pod.yml
kubectl get pod -o wide

现在这两个Pod都已经正常运行了,我们需要把WordPress的端口暴露出来,用的是 kubectl port-forward 命令:

kubectl port-forward wp-pod 8080:80 &

然后我们用Docker运行Nginx容器,代理这个端口:

./wp_proxy.sh
docker ps

现在我们打开Mac上的Safari浏览器,输入虚拟机的IP地址“http://192.168.10.208”,就可以看到WordPress的安装界面了。

课下作业

今天是动手操作课,记得让自己实际上手操作一遍,毕竟看一遍和写一遍学习效果完全不同哦。

欢迎分享自己的学习体验和疑问,在留言区参与讨论。我们下节课见。