【K8s】配置篇

Deployment 配置

Deployment 配置示例:

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: frontend-deployment
spec:
  replicas: 2  # 指定同时运行 2 个相同的 Pod 副本，提供基本的高可用
  selector:
    matchLabels:
      app: frontend  # 这个选择器必须与下面 Pod 模板的标签匹配
  template:
    metadata:
      labels:
        app: frontend  # 给 Pod 打上标签，Service 和 Ingress 通过此标签找到它们
    spec:
      containers:
      - name: frontend-container
        image: my-frontend-app:1.0  # 使用我们刚刚构建的镜像
        imagePullPolicy: Never           # 显式设置拉取策略
        ports:
        - containerPort: 80  # 容器内部监听的端口
        resources:
          requests:
            memory: "64Mi"
            cpu: "100m"
          limits:
            memory: "128Mi"
            cpu: "200m"

API 版本与资源类型

配置文件以 apiVersion 和 kind 字段开头，指明所使用的 Kubernetes API 版本和资源类型。对于 Deployment，通常使用 apps/v1。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment

元数据 (Metadata)

metadata:
  name: my-deployment        # 必需
  namespace: my-namespace    # 可选，默认为 default
  labels:                    # 可选，用于识别和选择
    app: my-app
    env: production
  annotations:               # 可选，用于记录附加信息
    description: "This is my web server deployment."
    prometheus.io/scrape: "true"

🎈 name 即 Deployment 的名称。
🎈 namespace
命名空间，比如一个应用有开发、测试和生产三个环境，一种方式是三个 deployment 的 name 不一样，比如 my-app-dev、my-app-test 和 my-app-live，另一种方式是允许 deployment 的 name 一样，通过添加 namespace 来区分不同环境。
🎈 labels
是以键值对形式定义的标签，用于 K8s 系统内部对资源进行识别、筛选和组织。例如，一个 Service 可以通过 selector 匹配 Pod 的 labels 来找到其代理的后端。
🎈 annotations
注解，与 labels 类似，annotations 也是键值对，主要用途是存储非识别性的元数据，供人类或其他外部工具（如 Ingress Controller、监控系统）查看和使用，常用于记录描述信息、配置第三方工具扩展功能等。
🎈 uid
唯一标识符，这是由 Kubernetes 系统自动生成的、在整个集群范围内真正唯一的 ID，用于在底层唯一标识对象。它通常不需要也不应该在 YAML 文件中手动配置。

规格 (Spec)

spec 部分是 Deployment 配置的核心，定义了应用的实际运行规格。

🎈 replicas: 指定运行的 Pod 副本数量，决定了应用的冗余和负载能力。例如，replicas: 2 会确保始终有 2 个 Pod 实例在运行。
🎈 selector: 定义 Deployment 如何找到 Pod。通过 matchLabels 指定一组标签选择器，必须与 Pod 模板中定义的标签一致。
🎈 template: 定义了 Pod 的模板，这是创建实际 Pod 的蓝图。

示例如下:

spec:   # <- Deployment
  replicas: 2  # 指定同时运行 2 个相同的 Pod 副本，提供基本的高可用
  selector:
    matchLabels:
      app: my-app  # 这个选择器必须与下面 Pod 模板的标签匹配
  template:     # <- Pod
    metadata:
      labels:
        app: my-app  # 给 Pod 打上标签，Deployment、Service 和 Ingress 通过此标签找到它们

容器定义 (Containers)

在 spec.template.spec.containers 中，可以定义一个或多个容器。每个容器通常需要配置：

🎈 name: 容器名称;
🎈 ports: 容器暴露的端口列表，通过 containerPort 指定。
🎈 image: 容器镜像地址及标签。避免使用 latest 标签，应指定明确的版本号以提高可追溯性和稳定性;
🎈 imagePullPolicy: 镜像拉取策略

• Always: 每次创建 Pod 或重启容器时，Kubelet 都会尝试从指定的镜像仓库拉取镜像，即使节点本地已存在该镜像的缓存。这确保了容器始终使用仓库中最新的镜像版本。适用于开发、测试环境或需要频繁更新、快速迭代的应用场景;
• IfNotPresent: Kubelet 会先检查节点本地是否已缓存了所请求的镜像。如果存在，则直接使用本地镜像启动容器；如果不存在，才会从镜像仓库拉取。这是生产环境的常用策略。它适用于镜像版本相对稳定、更新不频繁的场景，能有效减少不必要的网络拉取，加速 Pod 启动，并降低对镜像仓库的依赖和压力;
• Never: Kubelet 完全不会尝试从镜像仓库拉取镜像，仅使用节点本地已有的镜像来启动容器。如果本地没有所需镜像，则容器启动失败。适用于高度可控或离线环境，例如所有所需镜像已通过运维流程预先加载到所有集群节点。也常用于测试环境，以避免网络拉取。

containers:
- name: frontend-container
  image: my-frontend-app:1.0  # 使用我们刚刚构建的镜像
  imagePullPolicy: IfNotPresent
  ports:
  - containerPort: 80  # 容器内部监听的端口

资源请求与限制 (Resources)

可以为容器设置 CPU 和内存的请求值/最小值(requests)和上限值(limits)。

• requests: 指定容器启动所需的最小资源量。调度器根据此值决定将 Pod 分配到哪个节点。例如，cpu: “250m” (250毫核) 和 memory: “64Mi”。
• limits: 指定容器运行时所允许使用的资源上限，防止单个容器耗尽节点资源。例如，cpu: “500m” 和 memory: “128Mi”。

一个完整的示例如下：

resources:
  requests:
    memory: "64Mi"
    cpu: "250m"
  limits:
    memory: "128Mi"
    cpu: "500m"

健康检查探针 (Probes)

为了确保应用的高可用性，应配置存活探针(livenessProbe)和就绪探针(readinessProbe)。

🎈 livenessProbe: 用于检测容器是否正在运行。如果检查失败，kubelet 会重启容器。
🎈 readinessProbe: 用于检测容器是否已准备好接收流量。如果检查失败，会将 Pod 从S ervice 的负载均衡端点中移除。

常见的配置是使用 HTTP GET 请求进行检查：

livenessProbe:
  httpGet:
    path: /
    port: 8080
  initialDelaySeconds: 30
readinessProbe:
  httpGet:
    path: /
    port: 8080

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: frontend-service
spec:
  selector:
    app: frontend  # 选择所有具有`app: frontend`标签的 Pod
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80       # Service 对集群内暴露的端口
      targetPort: 80 # 请求转发到 Pod 的容器端口
  type: ClusterIP    # 默认类型，仅在集群内部可访问

apiVersion: v1
kind: Service

metadata:
  name: frontend-service
  namespace: develop
  labels:                    # 可选，用于识别和选择
    app: my-fe-app
    env: develop
  annotations:               # 可选，用于记录附加信息
    description: "This is my web service."

spec:
  selector:
    app: frontend  # 选择所有具有`app: frontend`标签的 Pod

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: backend
spec:
  type: ClusterIP  # 默认值，可省略
  selector:
    app: backend
  ports:
    - port: 80          # Service 端口
      targetPort: 8080  # Pod 容器端口

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: web
spec:
  type: NodePort
  selector:
    app: web
  ports:
    - port: 80          # Service 端口
      targetPort: 80    # Pod 容器端口
      nodePort: 30080   # 可选，不指定则由系统在范围内自动分配

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: web
spec:
  type: LoadBalancer
  selector:
    app: web
  ports:
    - port: 80
      targetPort: 80

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-database
spec:
  type: ExternalName
  externalName: mydb.example.com  # 外部域名，不能是 IP 地址

spec:
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 8080

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: frontend-ingress
spec:
  rules:
  - host: frontend.local  # 配置一个本地测试用的域名
    http:
      paths:
      - path: /
        pathType: Prefix
        backend:
          service:
            name: frontend-service  # 将流量指向我们创建的 Service
            port:
              number: 80

# 查看 Pod 列表
$ kubectl get pods
# 查看 Pod 列表详细信息
$ kubectl get pods -o wide
# 查看指定 Pod 信息
$ kubectl describe pod <pod_name>
# 进入 Pod 内容器
$ kubectl exec -it <pod_name> -- /bin/bash

# 查看 Deployment 列表
$ kubectl get deployment
$ kubectl get deployments
# 将 Deployment 部署到 K8s 集群中
$ kubectl apply -f new-deployment.yaml
# 将目标 Deployment 的完整定义导出到本地文件
$ kubectl get deployment <原Deployment> -o yaml > new-deployment.yaml
# 删除 Deployment
$ kubectl delete deployment <deployment-name>
$ kubectl delete -f deployment.yaml

# 查看 Service 列表
$ kubectl get services
$ kubectl get service
$ kubectl get svc
# 应用服务
$ kubectl apply -f new-service.yaml
# 删除 Service
$ kubectl delete service <service-name>
$ kubectl delete -f service.yaml

# 查看 Ingress 列表
$ kubectl get ingress
# 查看 Ingress 状态
$ kubectl describe ingress <name> 
# 删除 Ingress
$ kubectl delete ingress <ingress-name>
$ kubectl delete -f ingress.yaml

# 检查集群状态是否正常
$ kubectl cluster-info

# 启动 minikube 集群
$ minikube start
# 查看 minikube 集群状态
$ minikube status
# 停止 minikube 集群
$ minikube stop
# 查看集群 IP
$ minikube ip
# 让本地计算机能够直接访问 K8s 集群中类型为 LoadBalancer 的服务
$ minikube tunnel
# 绕过 Ingress 直接访问 Service，用返回的 URL 在浏览器中访问
# 如果成功，则问题集中在 Ingress 配置或 DNS；如果也失败，则问题在 Pod 或 Service。
$ minikube service <service-name> --url