是該努力點了!
1939 字
10 分鐘
Kubernetes 學習筆記 - 1
2024-04-27
Container
Kubernetes
k8s

Kubernetes 學習筆記 - 1#

Kubernetes 是一個開源的容器管理平台，可以自動化應用程式的部署、擴展和運營。
在目前的資訊產業發展中，他算是一個業界常使用到的工具…吧！？ - 雲服務相關。
為了自己的進步，來開始學習這項技術吧！

本篇目標：

  • 了解 Kubernetes 的基本概念
  • 使用 kind 建立一個集群
  • kubectl 的一些指令
  • 嘗試建立一個 pod
  • Kubernetes Dashboard 的安裝與使用

在開始前，先說說我對部屬的概念的演進：

    1. 架設伺服器(instance)
    • 最早期的時候，我們可能是一台物理機器架設一個或多個的應用程式。(隔離性問題)
    1. 虛擬化(virtual machine): like: VMware, VirtualBox, Proxmox VE …
    • 隨後，我們開始使用虛擬化技術，將一台伺服器切割成多個虛擬機器，這樣可以更有效的利用資源。
    1. 容器化(container): like: Docker, Podman …
    • 後來，我們開始使用容器化技術，將應用程式打包成一個容器，這樣可以更有效的利用資源。
    1. 容器管理平台(container orchestration): like: Kubernetes, Docker Swarm …
    • 最後，我們開始使用容器管理平台，來自動化應用程式的部署、擴展和運營。

了解 Kubernetes 的基本概念 -> 聊聊 Kubernetes 的一些組件與概念吧！#

首先，Kubernetes 因為名稱太長了，所以我們先簡稱為 k8s，取至 K 和 s 之間的 8 個字母。
在 k8s 中， 最小的 deployable 單位是 Pod，
而Pod 是一個或多個容器的集合，這些容器共享網絡和存儲，並在同一個節點上運行。

節點與組件#

由於在 k8s 中，他是集群管理的概念，因此我們會有主要的節點與工作節點的區分。

  • Master Node(Control Plane)
    • 主要負責管理整個集群的控制節點
    • 組件：
      • API Server: 與集群交互的接口 - kubectl
      • etcd: 集群配置的存儲
      • Scheduler: 負責調度器，決定應用程式在哪個節點上運行
      • Controller Manager: 負責控制器，負責管理控制器
  • Worker Node
    • 負責執行應用程式的工作節點
    • 組件：
      • kubelet: 負責管理節點上的容器
      • Kube-proxy: 負責網絡代理
      • Container Runtime: 負責執行容器的運行時

配套的學習工具有哪些(href)：#

  • kind: 使用 Docker 容器作為節點，在本機快速運行起 k8s 集群的工具。 通過該工具可以快速建立如 k8s 原生的本地環境；且佔用的資源較少、啟動速度快。 多用於本地開發和測試 k8s 原生組件。不能用在 production 環境。

  • minikube: 一個在本地運行 k8s 集群的工具，支持多種操作系統，如 Linux、macOS 和 Windows。 通過該工具可以在本地快速運行一個小型的 k8s 集群，用於開發和測試。

  • kubeadm: 一個用於快速部署 k8s 集群的工具，支持多種操作系統，如 Linux、macOS 和 Windows。 通過該工具可以快速部署一個生產環境的 k8s 集群。

  • kwok: 模擬 k8s 集群的工具，他可以在幾秒鐘內搭建一個由數千個節點組成的 k8s 集群，整個過程僅占用非常少的資源，輕鬆實現在本機上學習、測試和開發 k8s 集群應用。

使用 kind 建立一個集群: 以 kind 作為切入點學習 k8s 的基本操作#

# 建立集群
kind create cluster
kind create cluster --name aio -v 5 # -v: verbose level: show more detail.
kind create cluster --name cluster --config kind-config.yaml # with setting config file

# 查看集群
kind get clusters

# 刪除集群
kind delete cluster
kind delete cluster --name aio
# kind-config.yaml
# 可以設定為兩個 worker node 跟一個 control-plane node
kind: Cluster
apiVersion: kind.x-k8s.io/v1alpha4
nodes:
- role: control-plane
- role: worker
- role: worker

kubectl 的一些指令#

# 查看集群資訊
kubectl cluster-info

# 取得 kube cluster 的一些資訊: kubectl get {{ TYPE }} -> TYPE: pods, services, deployment, nodes, namespace ...
# https://kubernetes.io/zh-cn/docs/reference/kubectl/#resource-types -> {{ TYPE_LIST }}
# 也可以透過下列指令查看所有的資源 (short name)
kubectl api-resources

# 查看節點
kubectl get nodes

# 查看所有的 namespace
kubectl get namespace

# 查看所有的 pod
kubectl get pods
kubectl get pods --all-namespaces

# 建立 pod
kubectl apply -f pod.yaml # 建立或更新 pod
kubectl create -f pod.yaml # 只能建立 pod

# pod 描述 (nginx 自行替換自己想看的 pod 名稱)
kubectl describe pod nginx

# 轉發 port (nginx 自行替換自己想轉發的 pod 名稱)
# export to host.
kubectl port-forward pod/nginx 8880:80

嘗試建立一個 pod#

Kubernetes 文档/概念/工作负载/Pod

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/pods/simple-pod.yaml

kubectl get all --all-namespaces

#kubectl describe pod {{ POD_NAME }}
kubectl describe pod nginx

# 轉發 port: kubectl port-forward {{ TYPE }}/{{ POD_NAME }} {{ LOCAL_PORT }}:{{ POD_PORT }}
kubectl port-forward pod/nginx 8880:80

# 測試訪問
curl http://localhost:8880

# TTY TO POD
kubectl exec --stdin --tty nginx -- /bin/bash
# 也可以寫成這樣: kubectl exec -it nginx -- /bin/bash

# 在 nginx 的 pod 中修改原先 index.html 內容
echo 'Hello shell demo' > /usr/share/nginx/html/index.html

# 退出 TTY 再次 curl，確認內容是否被修改（確定要有轉發 port 的指令在執行）
curl http://localhost:8880

# 刪除 pod
kubectl delete pod nginx

Kubernetes Dashboard 的安裝與使用#

透過 GUI 圖形界面去管理 k8s 集群 安裝：

  • 官方文件
  • 使用：
      1. helm 安裝
      1. port-forward
      1. 設定 Service Account -> k8s’s security
  • 什麼是 helm ?
    ans: Helm 是一個 Kubernetes 的套件管理工具，可以用來快速部署應用程式到 k8s 集群中。 helm
  • 什麼是 Service Account？ 圖片出處 what is service account
brew install helm
helm repo add kubernetes-dashboard https://kubernetes.github.io/dashboard/

# from: 從異世界歸來的第五天 - Kubernetes Dashboard 你的 Kubernetes GUI 神器 (-n: --namespace)
helm upgrade --install kubernetes-dashboard kubernetes-dashboard/kubernetes-dashboard -n kubernetes-dashboard --set metricsScraper.enabled=true --create-namespace

# 取得namespace 為 kubernetes-dashboard 的 pod
kubectl get all -n kubernetes-dashboard

# 服務映射到本地端口
kubectl -n kubernetes-dashboard port-forward svc/kubernetes-dashboard-kong-proxy 8443:443

# 建立對應的 service account
kubectl apply -f - <<EOF
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: kube-system-default
  labels:
    k8s-app: kube-system
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: cluster-admin
subjects:
  - kind: ServiceAccount
    name: default
    namespace: kube-system

---

apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: default
  namespace: kube-system
  labels:
    k8s-app: kube-system
  annotations:
    kubernetes.io/service-account.name: default
type: kubernetes.io/service-account-token
EOF

kubectl -n kube-system describe secret default
TOKEN=$(kubectl -n kube-system describe secret default| awk '$1=="token:"{print $2}')
kubectl config set-credentials docker-desktop --token="${TOKEN}"
echo $TOKEN

參考資料#

下篇可能討論#

可能需要更清楚 kubectl, master/worker node, pod, service, service account 的概念

  • k8s config yaml files
  • Pod
  • Service
  • Service Account

其他在網路上找到的一些工具（未查驗#

  • k3s: 一個輕量級的 k8s 發行版，適用於 IoT 和 Edge 環境。 通過該工具可以快速部署一個輕量級的 k8s 集群，用於 IoT 和 Edge 環境。

  • k3d: 一個在 Docker 容器中運行 k3s 的工具，支持多種操作系統，如 Linux、macOS 和 Windows。 通過該工具可以快速部署一個輕量級的 k8s 集群，用於開發和測試。

  • kubeflow: 一個用於構建機器學習工作流程的開源平台。 通過該工具可以快速構建機器學習工作流程，用於開發和部署機器學習模型。

  • kubespray: 一個用於部署生產環境的 k8s 集群的工具，支持多種操作系統，如 Linux、macOS 和 Windows。 通過該工具可以快速部署一個生產環境的 k8s 集群。

  • kubermatic: 一個用於管理多個 k8s 集群的工具，支持多種操作系統，如 Linux、macOS 和 Windows。 通過該工具可以快速管理多個 k8s 集群。

  • kubeshark: 強大的 k8s API 流量查看工具。 如果把 k8s 比作作業系統，那它就是 k8s 上的 tcpdump，使用起来就像 Chrome 開發者工具一樣簡單直接，能夠讓 k8s 上微服務之間的網路連接一覽無遺。

Kubernetes 學習筆記 - 2
Laravel Reverb - Websocket