kubernetes调度基础

# kubernetes调度基础

# 1. 命名空间

命名空间（Namespace） 提供一种机制，将同一集群中的资源划分为相互隔离的组。

命名空间作用域仅针对带有命名空间的对象 (opens new window)，（例如 Deployment、Service 等），这种作用域对集群范围的对象（例如 StorageClass、Node、PersistentVolume 等）不适用。

简单来说，通过命名空间我们可以将同一集群中的资源分为开发，测试，正式环境，并且通过区分命名空间可以包含同名的资源。

# 1.1. 列出命名空间

使用以下命令来列出集群中的所有命名空间：

kubectl get namespaces

使用以下命令来列出集群中的指定命名空间的所有pod：

kubectl get pods -n <NAMESPACE>

我们可以通过 -n 或者 --namespace 指定想查看的命名空间。

# 1.2. 切换命令行的命名空间

在新版本的 Kubernetes 中，kubectl 的默认命名空间已经不再是 default，而是用户的当前命名空间。这是因为 Kubernetes 强烈建议您在不同的命名空间中隔离应用程序和资源，因此 kubectl 默认使用用户当前的命名空间来提高生产力。

使用以下命令来查看当前所在的命名空间：

kubectl config view --minify --output 'jsonpath={..namespace}'

使用以下命令来切换命令行的命名空间：

kubectl config set-context --current --namespace=<NAMESPACE>

# 1.3. 创建命名空间

# 1.3.1. 通过文件创建

可以通过自定义yaml文件进行创建命名空间：

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: test

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使用以下命令来通过文件创建test命名空间：

kubectl create -f test.yaml

# 1.3.2. 通过命令行创建

也可以使用以下命令通过命令行创建命名空间：

kubectl create namespace test

# 1.4. 删除命名空间

删除命名空间

当删除整个命名空间时，Pod将会伴随命名空间自动删除，可以使用以下命令删除命名空间：

kubectl delete namespace test

删除命名空间中的Pod

使用--all选项删除对应命名空间中的所有Pod：

kubectl delete pod --all -n test

删除命名空间中的所有资源（几乎）

删除当前命名空间中的所有资源，包括Deployment、ReplicaSet、pod等，以及我们创建的所有service，但是不包含集群范围内的对象，如PersistentVolume：

kubectl delete all --all -n test

# 2. 标签和注解

标签（Labels） 是附加到 Kubernetes 对象 (opens new window)（比如 Pod）上的键值对。

在部署实际应用程序时，随着pod数量的增加，我们就需要一种标准，而标签可以将Pod组织成群体的方式，仅通过一次操作对某一个组的资源进行操作，如Pod等等。

标签是不仅可以组织pod，也可以组织其他所有的Kubernetes资源。

# 2.1. 创建/修改标签

# 2.1. 通过文件创建/修改

在之前的Pod文章中，我们创建Pod时通过 metadata.labels 指定了一些标签：

  labels:	                               # 可选，标签选择器，一般用于Selector
    app: nginx               
    role: frontend                       # 可选，标签，可以写多个

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Pod创建完成后，通过以下命令查看所有Pod的标签：

kubectl get pod --show-labels

# 2.1. 通过命令行创建/修改

也可以在现有pod上进行添加标签：

kubectl label pod nginx env=test

修改标签：

kubectl label pod nginx env=prod --overwrite

查看标签时可以通过 -L 指定标签作为显示的一列：

kubectl get pod -L env,app

推荐使用的标签 (opens new window)

# 2.2. 标签选择器

标签选择器主要用于资源的匹配，只有符合条件的资源才会被调用或使用，可以使用该方式对集群中的各类资源进行分配。

可以使用 =、== 和 != 三种运算符进行匹配，并通过 , 进行过滤。

也可以使用 in、notin 和 exists 三种语句进行过滤，本质上两种匹配方式区别不大。

查找标签key为 ENV 值等于 prod 并且标签key为 app 值等于 nginx 的资源：

kubectl get pods -l 'ENV=prod,app=nginx' --show-labels

查找标签key为 ENV 值等于 prod 或者 test 的资源：

kubectl get pods -l 'ENV in (prod,test)' --show-labels

# 2.3. 注解

使用 Kubernetes 注解为对象 (opens new window)附加任意的非标识的元数据。

注解并不是为了保存标识信息而存在的，可以通过对每个pod或其他API对象添加注解来为其添加说明，以便每个使用该集群的人都可以快速查找有关每个单独对象的信息。

通过之前创建的nginxPod查看注解：

kubectl get pod nginx -o yaml | grep annotations -A 5

Pod在创建时会自动添加一些注解。我们也可以手动添加注解：

kubectl annotate pod nginx imageregistry: "https://hub.docker.com/"

再次查看注解，发现已经成功添加。

# 3. ReplicationController和ReplicaSet

# 3.1. ReplicationController（已弃用）

ReplicationController 确保在任何时候都有特定数量的 Pod 副本处于运行状态。换句话说，ReplicationController 确保一个 Pod 或一组同类的 Pod 总是可用的。

ReplicationController总是会保障Pod的数量达到期望值，Pod 数量过多时，ReplicationController 会终止多余的 Pod。当 Pod 数量太少时，ReplicationController 将会启动新的 Pod。

新建 ReplicationController.yml 如下：

apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
  name: nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    app: nginx
  template:
    metadata:
      name: nginx
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
        - name: nginx
          image: nginx:latest
          ports:
            - containerPort: 80

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使用kubectl apply命令从YAML文件创建ReplicationController：

kubectl apply -f ReplicationController.yml

查看ReplicationController：

kubectl get replicationcontrollers

DESIRED：用户期望的Pod副本个数（spec.replicas的值）。
CURRENT：当前处于Running状态的Pod的个数。
READY：当前已经可用的Pod的个数，即健康检查处于正确状态的Pod的个数。

# 3.2. ReplicaSet

ReplicaSet 的目的是维护一组在任何时候都处于运行状态的 Pod 副本的稳定集合。因此，它通常用来保证给定数量的、完全相同的 Pod 的可用性。

ReplicaSet的作用与ReplicationController相同，都是保障Pod的数量达到期望值，但是两者区别就是ReplicaSet支持更强大的标签选择器。

新建 ReplicaSet.yml 如下：

apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
  name: nginx
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx 
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:latest

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同样使用相同的命令进行创建以及查看ReplicaSet，发现与ReplicationController并没有什么区别，但是支持更强大的标签选择器可以通过matchExpressions进行多个资源的匹配。

  selector:
    matchLabels:
      app: nginx 
    matchExpressions:
      - { key: ENV, operator: In, values: [test] }
      - { key: app, operator: NotIn, values: [redis] }

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matchExpressions其中包含数组，而数组中又分为map，每一个map的key的作用跟之前所说的标签选择器中的作用相同，其中operator字段略有不同，共分为以下4种情况：

In：label的值在某个列表中
NotIn：label的值不在某个列表中
Exists：某个label存在
DoesNotExist：某个label不存在

需要注意的是，在selector中，必须同时满足matchLabels和matchExpressions的条件才能匹配到对应的资源。

参考文章及书籍：

上次更新: 2024/05/11, 03:55:33

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