Kubernetes教程 - Kubernetes综合指南（Use Guide）

英文原作者：Sahiti Kappagantula  翻译&转载：https://www.edureka.co/blog/kubernetes-tutorial/

Kubernetes教程 - Kubernetes综合指南（Use Guide）

Kubernetes是一个平台，可以消除部署容器化应用程序所涉及的手动过程。在这篇关于Kubernetes Tutorial的博客中，您将了解与此多容器管理解决方案相关的所有概念。

本教程将介绍以下主题：

• 没有集装箱编排的挑战
• Docker Swarm或Kubernetes
• 什么是Kubernetes？
• Kubernetes特色
• Kubernetes建筑
• Kubernetes案例研究
• 动手实战

现在，在本博客向前推进之前，让我快速向您简要介绍一下集装箱化。

因此，在容器出现之前，开发人员和测试人员之间总是有一些关系。这通常是因为在开发方面工作的，在测试方面不起作用。它们都存在于不同的环境中。现在，为了避免这种情况，引入了容器，以便开发人员和测试人员都在同一页面上。

同时处理大量容器也是一个问题。有时在运行容器时，在产品方面，几乎没有提出问题，这些问题在开发阶段并不存在。这种场景引入了Container Orchestration System。 在深入研究编排系统之前，让我快速列出没有这个系统所面临的挑战。

 

正如您在上图中看到的，当多个服务在容器内运行时，您可能希望扩展这些容器。在大型工业中，这很难做到。那是因为它会增加维护服务的成本，以及并排运行它们的复杂性。

现在，为了避免手动设置服务并克服挑战，需要一些重要的东西。这就是Container Orchestration Engine的用武之地。

这个引擎允许我们组织多个容器，以便启动所有底层机器，容器健康并在集群环境中分布。在今天的世界中，主要有两个这样的引擎：Kubernetes和Docker Swarm。

 

Kubernetes教程：  Kubernetes vs Docker Swarm

Kubernetes  和  Docker Swarm  是当今市场上领先的容器编排工具。所以在使用它们之前，你应该知道它们究竟是什么以及它们是如何工作的。

此外，在博客中，我将深入探讨Kubernetes，但要了解Docker，您可以点击这里。

 

正如您可以参考上面的图片，Kubernetes与Docker Swarm相比，拥有一个非常活跃的社区，并在许多组织中实现自动扩展。同样，与Kubernetes相比，Docker Swarm有一个易于启动的集群，但它仅限于Docker API的功能。

好吧，伙计们，这些不是这些顶级工具之间的唯一区别。如果您想知道这两个容器编排工具之间的详细差异，可以单击此处。

 

如果我可以在两者之间选择我的选择，那么它必须是Kubernetes，因为容器需要被管理并连接到外部世界以执行诸如调度，负载平衡和分发之类的任务。

但是，如果你从逻辑上思考，Docker Swarm会提供更好的选择，因为它运行在Docker之上吗？如果我是你，我肯定会对使用哪种工具感到困惑。但是，嘿，Kubernetes是市场上无可争议的领导者，并且还拥有更好的功能性Docker容器。

现在，您已经了解了对Kubernetes的需求，这是一个美好的时光，我告诉您什么是Kubernetes？

 

Kubernetes教程：  什么是Kubernetes？

Kubernetes是一个开源的系统，负责处理将容器调度到计算群集的工作，并管理工作负载以确保它们按用户的意图运行。作为Google的佼佼者，它提供了出色的社区，并与所有云提供商合作，成为一个 多容器管理解决方案。

 

Kubernetes教程：  Kubernetes功能

Kubernetes的功能如下：

• 自动调度： Kubernetes提供高级调度程序，以根据资源需求和其他约束在集群节点上启动容器，同时不牺牲可用性。
• 自我修复功能： Kubernetes允许在节点死亡时替换和重新安排容器。它还会杀死不响应用户定义的运行状况检查的容器，并且在它们准备好服务之前不会将它们通告给客户端。 
• 自动部署和回滚： Kubernetes在监控应用程序运行状况时推出 对应用程序或其配置的更改，以确保它不会同时终止所有实例。如果出现问题，使用Kubernetes可以回滚更改。
• 水平扩展和负载平衡： Kubernetes可以根据需求通过简单的命令，使用UI或根据CPU使用情况自动扩展和缩小应用程序。

Kubernetes教程：  Kubernetes架构

Kubernetes Architecture具有以下主要组件：

• 主节点
• 工/从节点

我将逐一讨论它们中的每一个。所以，首先让我们从理解主节点开始。

主节点

主节点负责管理Kubernetes集群。它主要是所有管理任务的切入点。群集中可以有多个主节点来检查容错。

如上图所示，主节点具有各种组件，如API服务器，控制器管理器，调度程序和ETCD。

• API服务器：  API服务器是用于控制集群的所有REST命令的入口点。
• 控制器管理器：是一个守护程序，用于管理Kubernetes集群，并管理不同的非终止控制循环。
• 调度程序： 调度程序将任务调度到从属节点。它存储每个从节点的资源使用信息。
• ETCD：  ETCD是一个简单，分布式，一致的键值存储。它主要用于共享配置和服务发现。

工/从节点

工作节点包含管理容器之间的网络，与主节点通信以及将资源分配给预定容器的所有必要服务。

 

如上图所示，worker节点有各种组件，如Docker Container，Kubelet，Kube-proxy和Pods。

• Docker容器： Docker在每个工作节点上运行，并运行配置的pod
• Kubelet：  Kubelet从API服务器获取Pod的配置，并确保所描述的容器已启动并正在运行。
• Kube-proxy： Kube-proxy充当单个工作节点上的服务的网络代理和负载平衡器
• 窗格：  窗格是一个或多个逻辑上在节点上一起运行的容器。 

如果您想要详细解释Kubernetes Architecture的所有组件，那么您可以参考我们的 关于Kubernetes Architecture的博客。

 

Yahoo JAPAN  是一家总部位于加利福尼亚州桑尼维尔的网络服务提供商。由于该公司旨在虚拟化硬件，公司 于2012年开始使用  OpenStack 。他们的内部环境变化非常快。然而，由于云和容器技术的进步，该公司希望能力在各种平台上推出服务。

问题：如何从一个应用程序代码为所有必需的平台创建映像，并将这些映像部署到每个平台上？

为了便于您更好地理解，请参阅下图。在代码注册表中更改代码后，裸金属映像，Docker容器和VM映像由持续集成工具创建，推送到映像注册表，然后部署到每个基础架构平台。 

 

 

现在，让我们关注容器工作流，以了解他们如何使用Kubernetes作为部署平台。请参阅下图，了解平台架构。

使用OpenStack实例，其上有Docker，Kubernetes，Calico等，以执行各种操作，如Container Networking，Container Registry等。

如果您有多个集群，那么管理它们会变得很难吗？

因此，他们只想创建一个简单的基础OpenStack集群，以提供Kubernetes所需的基本功能，并使OpenStack环境更易于管理。

通过图像创建工作流程和Kubernetes的组合，他们构建了以下工具链，使得从代码推送到部署变得简单。

 

这种工具链确保考虑了生产部署的所有因素，如多租户，身份验证，存储，网络，服务发现。

这就是人们，雅虎！ 在Google和Solinea的帮助下，JAPAN为运行在OpenStack上的Kubernetes构建了一个自动化工具链，用于“一键式”代码部署。

Kubernetes教程：动手实践

在本动手中，我将向您展示如何创建部署和服务。我正在使用Amazon EC2实例，使用Kubernetes。好吧，亚马逊为Kubernetes（Amazon EKS）提供了Amazon Elastic Container Service，这使他们能够非常快速，轻松地在云中创建Kubernetes集群。如果您想了解更多相关信息，可以参考此处的博客。 

步骤1：首先创建一个文件夹，您将在其中创建部署和服务。之后，使用编辑器打开部署文件。

mkdir handsOn
cd handsOn
vi Deploy.yaml

步骤2：打开部署文件后，请提及要部署的应用程序的所有规范。在这里，我试图部署一个httpd应用程序。 

apiVersion: apps/v1  #Defines the API Version
kind: Deployment     #Kinds parameter defines which kind of file is it, over here it is Deployment
metadata:
  name: dep1        #Stores the name of the deployment
spec:               # Under Specifications, you mention all the specifications for the deployment
  replicas: 3       # Number of replicas would be 3
  selector:
   matchLabels:
     app: httpd     #Label name which would be searched is httpd
  template:
    metadata:
    labels:
      app: httpd   #Template name would be httpd
  spec:            # Under Specifications, you mention all the specifications for the containers
   containers:
   - name: httpd   #Name of the containers would be httpd
     image: httpd:latest  #The image which has to be downloaded is httpd:latest
     ports:
     - containerPort: 80 #The application would be exposed on port 80

步骤3：编写部署文件后，使用以下命令应用部署。

kubectl apply -f Deploy.yaml

• $ kubectl apply -f Deploy.yaml
• deployment.apps/dep1  configured

这里-f是用于标记名称牛逼他的文件名。

第4步：现在，应用部署后，获取正在运行的pod列表。

kubectl get pods -o wide

• $ kubectl get pods -o wide
• NAMR                          READY          STATUS           RESTARTS          AGR         IP                          NODE             NOMTNATED MODE
• dep1-2939-6hzdb          1/1                 running             0                          39m          10.244.1.23           knode                <none>

这里，-o wide用于了解部署运行的节点。

步骤5：创建部署后，现在必须创建服务。为此，再次使用编辑器并打开一个空白服务。yaml文件。

vi service.yaml

步骤6：打开服务文件后，请提及该服务的所有规范。 

apiVersion: v1  #Defines the API Version
kind: Service   #Kinds parameter defines which kind of file is it, over here it is Service
metadata:
  name: netsvc   #Stores the name of the service
spec:            # Under Specifications, you mention all the specifications for the service
  type: NodePort
  selector:
    app: httpd
ports:
-protocol: TCP
 port: 80
 targetPort: 8084    #Target Port number is 8084

步骤7：  编写服务文件后，使用以下命令应用服务文件。

kubectl apply -f service.yaml

• $ kubectl apply -f service.yaml
• service/netsvc created

步骤8：现在，一旦您的服务应用于检查服务是否正在运行，请使用以下命令。

kubectl get svc

• $ kubectl get svc
• NAME               TYPE        CLUSTER-IP        EXTERNAL-IP      PORT(s)          AGE
• kubernetes        ClusterIP    10.96.0.1                <none>                443/tcp            96m
• netave               NodePort    10.97.46.48            <none>               80:32657/tcp    16m

步骤9：现在，要查看服务规范，并检查绑定到哪个端点，请使用以下命令。

kubectl describe svc <name of the service>

步骤10：既然我们正在使用amazon ec2实例，要获取网页并检查输出，请使用以下命令。

curl ip-address

$ curl 10.97.46.48:8084
<html><body><h1>It works!</h1></body></html>