首次接触Kubernetes，尝试在Kubernetes上实现“Hello World！”并试图理解基本概念

2 年 ago
科, 颖
2 minutes

首先

即使是一个从事应用程序开发的工程师，也需要对基础设施有一定的了解。因此，我决定加深对容器编排的理解，尝试理解kubernetes的基本概念，并将其记录下来。

※以下的操作前提是Docker/Minikube/Kubectl都是可用状态。对于环境搭建的详细步骤，请参考今后的文章。

[root@control-plane docker-kubernetes]# docker version
Client: Docker Engine - Community
 Version:           20.10.7
 API version:       1.41
 ...

Server: Docker Engine - Community
 Engine:
  Version:          20.10.7
  API version:      1.41 (minimum version 1.12)
  ...
[root@control-plane docker-kubernetes]# kubectl version
Client Version: version.Info{Major:"1", Minor:"21", GitVersion:"v1.21.2", GitCommit:"092fbfbf53427de67cac1e9fa54aaa09a28371d7", GitTreeState:"clean", BuildDate:"2021-06-16T12:59:11Z", GoVersion:"go1.16.5", Compiler:"gc", Platform:"linux/amd64"}
Server Version: version.Info{Major:"1", Minor:"20", GitVersion:"v1.20.7", GitCommit:"132a687512d7fb058d0f5890f07d4121b3f0a2e2", GitTreeState:"clean", BuildDate:"2021-05-12T12:32:49Z", GoVersion:"go1.15.12", Compiler:"gc", Platform:"linux/amd64"}

[root@control-plane docker-kubernetes]# minikube status
minikube
type: Control Plane
host: Running
kubelet: Running
apiserver: Running
kubeconfig: Configured

在Kubernetes中实现Hello World！

首先，作为开始，我想尝试一下传统的“你好世界！”。

image.png

在检查命令时，基本上看一下正在做什么。

kubectl run hello-world –image=hello-world –restart=Never指定したイメージをクラスタ上で実行している–restart=Neverは通常のpodを作成するための引数https://kubernetes.io/docs/reference/generated/kubectl/kubectl-commands#run

kubectl get podps出力形式で全podのリストを表示※pod or podsなのか良く分かっていない…。podでも一覧が表示されるが、https://kubernetes.io/docs/reference/generated/kubectl/kubectl-commands#get を見る限りkubectl get podsが正しいのかもしれない

kubectl logs pod/hello-worldPodのログをダンプする（標準出力で）これも公式を見る限り、pod/はなくてもkubectl logs hello-worldでログが見れるのでそれでいいのかもしれないhttps://kubernetes.io/docs/reference/generated/kubectl/kubectl-commands#logs

kubectl delete pod/hello-worldkubectl deleteはファイル、標準出力、またはラベルセレクター、リソースセレクター、リソースを指定して、リソースを削除するコマンドで、今回はpodを削除しているこれも公式を見る限り、pod/ではなくkubectl delete pod hello-worldで削除できたのでそれでいいのかもしれないhttps://kubernetes.io/docs/reference/generated/kubectl/kubectl-commands#delete

在后续的章节中，我们将详细讨论在执行命令时出现的诸如Pod之类的Kubernetes概念。

    • 参考：status

参考：Operations（日本語はここ）

基本概念 – Fundamental concept

kubernetes是什么

简言之，这是一种用于部署和管理大量容器的机制，针对实际物理资源。如果只用这句话来概括的话，觉得还是需要稍微详细解释一下相关概念。

首先，为什么出现了Kubernetes这样的东西呢？作为背景，在理解到以前系统运营中的问题后，这一点变得更加明显。从这个角度来总结，可以得出以下结论。

#今までは…kuberbetesになると…1:x:
システムのリソースの利用率に無駄がある…:white_check_mark:
複数のコンテナを共存させ、リソースを最大限効率的に利用できるように！2:x:
突発的な大量アクセスでシステムが応答しなくなった…:white_check_mark:
システムを構成するサーバーの台数を増やし、システム全体の処理能力を高める事ができるように！（水平スケール）3:x:
突然、一部のシステムがダウンしてしまいサービスが利用不可になってしまった…:white_check_mark:
システムの稼働状況を監視・必要であれば自動デプロイができるようになり、継続的なサービス運用が可能に！4:x:
リリースのたびにサービス停止が発生してしまう…:white_check_mark:
複数の稼働中サーバーに対して一定数づつ新しいアプリケーションをデプロイ・リリースができるように！（ローリングデプロイ）

请参阅《Kubernetes是什么？》了解更详细的内容。（日语见此处）

它是通过什么样的机制运作的？

image.png
image.png

从上面可以看出，kubernetes的每个节点都是实际的服务器（即服务器的实体）。

Kubernetes资源

上述提到了资源服务器是通过什么样的机制工作的，但是在Kubernetes中有什么样的资源（资源服务器上运行的资源）？在这里我们将了解（通过什么样的机制可以通过 kubectl 对资源进行操作和命令，以下是用于管理这些资源的 kubectl 命令）。

以下是一份列表（似乎是这样）。

分類リソースの種別ワークロード・Pod：最小単位。コンテナの集合。
・ReplicaSet：Podのレプリカ（複製品）の集合
・Deployment：Pod（ReplicaSet）の集合（ReplicaSetを管理するもの）
・StatefulSet：Podの集合。Podの識別子が順序付けされる。サービス・Service：Podの論理的なセットや、そのPodのセットにアクセスするためのポリシー（IPアドレスなど）を定義する。L4ロードバランサー。
・Ingress：L7ロードバランサー。設定・ConfigMap：機密性のない設定情報を保存
・Secret：機密性のある設定情報を保存ストレージ・PersistentVolume：永続データそのもの（実態）
・PersistentVolumeClaim：永続データを要求するもの
    • 参考：Kubernetesのリソースの一覧と省略形

参考：Kubernetes Components（日本語はここ）

工作负载

Pod直接在中国本土生产。
image.png
    • 参考：Pods（日本語はここ）

 

    KubernetesのPod機能
复制集合
image.png

※ ReplicaSet的存在意义在于，它确保master节点在kubernetes上运行指定数量的副本，即在出现某些故障（如节点故障）导致Pod数量减少时，在其他节点上自动启动Pod以保持副本数，从而增强了容错性（我认为）。

自动维护Pod副本数量，可以说是对Pod进行扩容的一种方式？

    • 参考：ReplicaSet（日本語はここ）

 

    参考：Kubernetesのレプリカセットとデプロイメント
部署
image.png

创建该部署后，只需定义一个理想状态（目标状态），Kubernetes的部署控制器会按照指定的频率将当前状态变更为目标状态。我认为它通常用于实际应用程序的生产发布。

    • 参考：Deployments（日本語はここ）

 

    参考：Deploymentとは
状态集
image.png

※ StatefulSet 与 Deployment 类似，都是 Pod 的集合。它们的区别在于，

    • DeploymentでReplicaSetを作成（レプリカ）した場合（Deploymentで管理されるPod）→PodにはランダムのIDが付与される

 

    StatefulSetで管理されるPod→Podには順序付けされた一意の識別子が付与される

这种感觉。

    • 参考：StatefulSets（日本語はここ）

 

    参考：kubernetesのステートフルセットを利用して障害に強いpodを作成する①

服务 (Sā bì sī)

服务
image.png

这个服务的必要性是明确指出的，因为Pod本身就散布在各个Node上，所以为了与每个Pod进行通信，需要知道它的IPIP地址。然而，由于Kubernetes的特性，Node的IP地址是不固定的，因此有可能突然无法与Pod通信（需要寻找Pod的IP地址或者持续记录该IP地址）。

因此，为了让客户端能够在意识不到多个Pod和Node的IP地址的情况下通过单一的终端进行通信，需要对Pod和Node进行抽象化，并提供一个单一的终端用于与Pod通信，这就是Service的作用。

    • 参考：Service（日本語はここ）

 

    参考：Kubernetesの Service についてまとめてみた
初始点
image.png
    • 参考：Ingress（日本語はここ）

 

    L4 L7ロードバランサーの違いを30秒で

设定

配置映射

保存非机密性设置信息的资源。具体包括环境变量、命令行参数以及用于存储在卷内的配置文件。

    参考：ConfigMaps（日本語はここ）
秘密

用于存储机密情报的资源。具体来说，是用于存储密码、OAuth令牌、SSH密钥等内容。保存规则是使用Base64编码的字符串进行存储。

    参考：Secret（日本語はここ）

储存

持久卷层
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    • 参考：Persistent Volumes（日本語はここ）

 

    参考：Kubernetes道場 12日目 – PersistentVolume / PersistentVolumeClaim / StorageClassについて
持久卷索取
image.png
    • 参考：Persistent Volumes（日本語はここ）

 

    参考：Kubernetes道場 12日目 – PersistentVolume / PersistentVolumeClaim / StorageClassについて

Kubernetes网络的形象

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※kubernetesでHello World!を実行した環境のネットワークとしては、以下のようにマスターノード/ワーカーノードの区別がないシングルノードのネットワークとなる（以下、公式からの引用）。

在PC上的虚拟机内运行单节点的Kubernetes集群

image.png

文献引用

    • Kubernetesとは何かを図でわかりやすく解説！Pod、Namespaceも

 

    Kubernetes上のコンテナをIngressでインターネットに公開するまで
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