Study Note

Kubernetes 快速學習自我挑戰 Day2

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Kubernetes 觀念簡介

建立 docker containers

  1. 建立 container，可以使用 Docker Engine
  2. 建立 Dockerfile 來執行就可以快速建立需要的 container
  3. Docker build 可以手動執行，也可以透過像是 jenkins 的 CI/CD 軟體

在 Kubernetes 上面運行應用程式

  1. 運行新建立的應用在新的 Kubernetes cluster
  2. 在我們要運行基於 image 之上的 container，我們需要創建 pod definition
    • 一個 pod 就是一個應用運行在 Kubernetes 上面
    • 一個 pod 包含一個或多個緊密耦合的容器，如此一來可以形成一個應用
      • 這些應用們可以輕易的使用本地 port number 跟其它應用溝通
    • 我們的應用只包含一個 container
  3. 創建一個 pod
    • 創建一個 pod-helloworld.yml 的檔案
    • 使用 kubectl 在 kubernetes cluster 上面創建 pod
  4. 有用的命令
    • kubectl get pod：取得所有在運行的 pods 的資訊
    • kubectl describe pod ：描述一個 pod
    • kubectl expose pod --port=444 --name=fronted：公開一個 pod 的 port (創建一個新服務)
    • kubectl port-forward 8080：Port 傳送公開的 pod port 到自己的本地機器
    • kubectl attach -i：連接到特定 pod
    • kubectl exec --command：執行一個命令在 pod 上面
    • kubectl label pods myloable=awesome：新增一個標籤到 pod 上面
    • kubectl run -i --tty busybox --image=busybox --restart=Never – sh：在 pod 裡面運行一個 sh - 對除錯非常有用
  5. 先用 minikube start 運行 minikube，再用 kubectl create -f first-app/helloworld.yml 創建 pod
  6. kubectl describe pod nodehelloworld.example.com
  7. kubectl port-forward nodehelloworld.example.com 8081:3000
  8. curl localhost:8081 就可以看到服務運行了
  9. kubectl expose pod nodehelloworld.example.com --type=NodePort --name nodehelloworld-service
  10. minikube service <Service Name> --url 即可以取得服務的 url

有用的 kubectl commands

  1. kubectl attach nodehelloworld.example.com 連接 nodehelloworld.example.com
  2. kubectl exec nodehelloworld.example.com -- ls /app 在應用裡面執行命令
  3. kubectl exec nodehelloworld.example.com -- touch /app/test.txt
  4. kubectl exec nodehelloworld.example.com -- ls /app
  5. kubectl describe service nodehelloworld-service
  6. kubectl run -i --tty busybox --image=busybox --restart=Never -- sh 新增一個 box 來和 nodehellowrold-service 進行連線
    • telnet 172.17.0.4 3000
    • GET /

負載平衡服務

  1. 在真實的世界裡面，必須要可以從 cluster 的外部連線到應用
  2. 在 AWS 上面，可以輕鬆的新增 外部負載平衡器(external Load Balancer)
  3. 這個 AWS Load Balancer 將會路由到正確的 Kubernetes pod
  4. 其它雲端服務商沒有 Load Balancer，但是仍有其它解決方案
    • 擁有 haproxy/nginx load balancer 在 cluster 之前
    • 或是可以直接將 ports 公開

AWS ELB LoadBalancer 服務

  1. kops create cluster --name=kubernetes.appsoliloquy.com --state=s3://kops-state-b429d --zones=ap-northeast-1a --node-count=2 --node-size=t2.micro --master-size=t2.micro --dns-zone=kubernetes.appsoliloquy.com
  2. kops update cluster kubernetes.appsoliloquy.com --yes --state=s3://kops-state-b429d
  3. kubectl create -f first-app/helloworld.yml
  4. kubectl create -f first-app/helloworld-service.yml
  5. 進去 EC2 的 Load Balancer，確認資料狀態。
  6. 進入 Route 53，新增 record，名稱設為 helloworld，Alias 設為 yes，Alias Target 設為 Loadbalancer，點選 create。
  7. 進入 helloworld.kubernetes.appsoliloquy.com. 就可以看到結果了

Kubernetes 基礎

Node 架構

  1. Docker 裡面裝有 Pods，Pods 裡面裝有 containers
  2. container 之間可以簡單地互相溝通
  3. kubelet 用來管理 pods，在 container 之外，kube-proxy 負責和 iptable 溝通，如果 pod 有問題，它會更新 iptable 的規則

Replication Controller

  1. 如果應用是 stateless，可以橫向的擴展
    • Stateless 就是應用沒有 state，不需要寫入任何本地檔案/保存本地 sessions
    • 所有傳統的資料庫(MySQL、Postgres)都是 stateful，它們都有資料庫檔案且不能分到多個 instances
  2. 大部分的網頁應用可以做成 stateless
    • Session 管理 必須要在 container 之外完成
    • 任何檔案需要被儲存的都不能儲存在 container 的本機
  3. 我們的範例應用是 stateless，如果相同的應用執行很多次，也不會改變它的 state
  4. 更多關於練習的資訊，請看 12factor.net
    • 或是看 Learn DevOps: Continuously delivering better software/scalig apps on-premise and in the cloud
  5. 後面會解釋如何使用 volumes 來運行 stateful 應用
    • 這些 stateful 應用不能橫向擴展，但是可以在單一 container 裡面運行它們且縱向擴展 (分配更多 CPU/記憶體/硬碟)
  6. Kubernetes 的擴展可以透過使用 Replication Controller 來完成
  7. Replication Controller 可以確保指定數量的 pod relicas 將會隨時運行
  8. 如果被 relica controller 創建出來的 pod 運行失敗、被刪除或是被終止，那麼 pod 就會自動被取代
  9. 如果你只想確保一個 pod是永遠運行的，甚至在重新開機之後，那麼使用 Replication Controller 是被推薦的
    • 可以只與一個 replica 運行一個 Replication Controller
    • 這樣可以確保 pod 總是處於運行狀態
  10. 在 YAML 裡面設定 kind 為 ReplicationController、spec 裡面的 replicas 設為 2，即可複製應用兩次

Demo：Replication Controller

  1. kubectl create -f replication-controller/helloworld-repl-controller.yml
  2. kubectl describe pod helloworld-controller-cwbbn 複製其中的 controller 檢查狀態
  3. kubectl scale --replicas=4 -f replication-controller/helloworld-repl-controller.yml 擴展服務
  4. kubectl get rc
  5. kubectl scale --replicas=1 rc/helloworld-controller
  6. kubectl delete rc/helloworld-controller

部署

  1. Replication Set 是 Replication Controller 的下個世代
  2. 它支援一種新的 selector，這個 selector 可以做基於過濾的 selection，而過濾是根據 sets of values
    • 例如：“environment” 不是 “dev” 就是 “qa”
    • 不只根據 equality，就像是 Replication Controlller
      • 例如 “environment” == “dev”
  3. 跟 Replication Controller 相比，Replica Set 是使用 Deployment object
  4. Kubernetes 裡的部署聲明允許讓應用做部署和更新
  5. 當使用 deployment object，你就定義了你的應用的 state
    • Kubernetes 將會確保 clusters 符合你的 desired state
  6. 只使用 replication controller 或 replication set 可能會在部署應用的時候很麻煩
    • Deployment Obeject 比較容易使用且有更多可能性
  7. 有 deployment object，你可以：
    • 創建一個 deployment(例如：部署一個應用)
    • 更新一個 deployment(例如：部署一個新版本)
    • 可以做 rolling updates(零停機時間部署)
    • Roll back 到上一版本
    • 停止/恢復一個 deployment(例如：只推出部分比例)
  8. 在 YAML 裡面設定 kind 為 Deployment
  9. 非常有用的命令：
    • kubectl get deployments：取得現有的 deployments 資訊
    • kubectl get rs：取得 replica sets 的資訊
    • kubectl get pods --show-labels：取得 pods 且顯示連結到這些 pods 的 labels
    • kubectl rollout status deployment/helloworld-deployment：取得 deployment 狀態
    • kubectl set image deployment/helloworld-deployment k8s-demo=k8s-demo:2：運行 image label version 2 的 k8s-demo
    • kubectl edit deployment/helloworld-deployment：編輯 deployment object
    • kubectl rollout status deployment/hellowrold-deployment：取得 rollout 的狀態
    • kubectl rollout history deployment/helloworld-deployment：取得 rollout 的歷史
    • kubectl rollout undo deployment/helloworld-deployment：Rollback 到上一版本
    • kubectl rollout undo deployment/helloworld-deployment --to-revision=n：Rollback 到任何版本

Demo：部署

  1. kubectl create -f deployment/helloworld.yml
  2. kubectl get deployments
  3. kubectl get rs
  4. kubectl get pods
  5. kubectl get pods --show-labels
  6. kubectl rollout status deployment/helloworld-deployment
  7. kubectl expose deployment helloworld-deployment --type=NodePort
  8. kubectl describe service helloworld-deployment
  9. minikube service helloworld-deployment --url
  10. kubectl set image deployment/helloworld-deployment k8s-demo=wardviaene/k8s-demo:2
  11. kubectl rollout status deployment/helloworld-deployment
  12. curl http://192.168.99.100:32635 curl 剛剛取得的 ip，就會發現變成 Helloworld v2
  13. kubectl rollout history deployment/helloworld-deployment
  14. kubectl rollout undo deployment/helloworld-deployment
  15. kubectl rollout status deployment/helloworld-deployment
  16. kubectl edit deployment/helloworld-deployment，在 spec 的 replica 下面新增 revisionHistoryLimit: 100
  17. kubectl set image deployment/helloworld-deployment k8s-demo=wardviaene/k8s-demo:2
  18. kubectl rollout history deployment/helloworld-deployment
  19. kubectl rollout undo deployment/helloworld-deployment --to-revision=8
  20. kubectl rollout history deployment/helloworld-deployment
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