本系列的前两篇文章

  • 适合 Kubernetes 初学者的一些实战练习 (一)
  • 适合 Kubernetes 初学者的一些实战练习 (二)

我们已经完成了下列在 Kubernetes 中的练习:

  • 如何在 Kubernetes 里创建一个 Nginx 应用
  • 如何在 Kubernetes 里创建一个 Nginx Service
  • Kubenetes 里 Pod 和 Service 绑定的实现方式
  • 使用 Kubernetes 里的 job 计算圆周率后 2000 位
  • Kubernetes 里的 ConfigMap 的用途
  • 使用脚本在 Linux 服务器上自动安装 Kubernetes 的包管理器 Helm
  • 一个简单的例子理解 Kubernetes 的三种 IP 地址类型
  • 使用 describe 命令进行 Kubernetes pod 错误排查

本文继续通过实战来学习 Kubernetes 相关知识。

练习1:通过 describe 命令学习 Kubernetes 的 pod 详细属性

我们可以首先使用 ​​kubectl get pods​​​ 命令得到 pod 列表,比如我们想研究 pod ​​nginx-storage-pod​​ 的明细:

适合 Kubernetes 初学者的一些实战练习 (三)_cloud

使用命令 ​​kubectl describe pod nginx-storage-pod > nginx-storage-pod.yaml​​, 将 describe 命令的输出重定向到一个 yaml 文件里。用 vi 打开这个 yaml 文件:

适合 Kubernetes 初学者的一些实战练习 (三)_sap_02

pod 的所有属性可以从这个 yaml 文件里学习:


node:shoot–k8s-train–shacw46-worker-prvfv-z1-7844dc6744-ghd5m/10.250.0.6
表明 pod 所在的 node,这个 node 一定是命令 ​​kubectl get node​​ 返回的结果之一:


适合 Kubernetes 初学者的一些实战练习 (三)_Kubernetes_03

Image:代表该 pod 是基于哪一个 docker image 创建的。

适合 Kubernetes 初学者的一些实战练习 (三)_nginx_04

Mount:该 pod 使用的 persistent volume 对应的物理文件目录,我的例子是 ​​usr/share/nginx/html​​:

适合 Kubernetes 初学者的一些实战练习 (三)_cloud_05

这个路径从哪里来的呢?就是我的 pod 文件的 yaml 文件里的定义:

适合 Kubernetes 初学者的一些实战练习 (三)_nginx_06

describe命令除了本文介绍的可以用来深入学习 pod 的属性外,还可以用于 pod 不能正常启动时的错误排查。

比如我有一个 pod 名为 another3,状态一直处于 ​​CrashLoopBackOff​​, ​​RESTART​​ 次数为12:

适合 Kubernetes 初学者的一些实战练习 (三)_cloud_07

使用 ​​kubectl describe pod another3​​ 就可以看到这个容器启动的明细:


Back-off restarting failed container


适合 Kubernetes 初学者的一些实战练习 (三)_云原生_08

仔细检查 pod 的 yaml 文件,发现原因是因为我定义了 volume 的 name 为 content-storage,但是没有指定 ​​persistentvolumeclaim​​.

当我把 ​​volumes: - name: content-storage​​ 删除之后,

适合 Kubernetes 初学者的一些实战练习 (三)_cloud_09

下图是修改后的 yaml 文件:

适合 Kubernetes 初学者的一些实战练习 (三)_Kubernetes_10

重新创建名为 another3 的 pod,很快就创建成功并且状态处于 running 了:

适合 Kubernetes 初学者的一些实战练习 (三)_cloud_11

练习2 - 使用 Gardener 在 Google Cloud Platform 上创建 Kubernetes 集群

Gardener是一个开源项目,github 地址在这里.

使用 Gardener,我们可以在几分钟之内在 GCP, AWS, Azure 或者 Openstack 上轻松创建Kubernetes Cluster.

适合 Kubernetes 初学者的一些实战练习 (三)_Kubernetes_12

点击新建按钮创建一个 Cluster,这里 Infrastructure 我选择的是 gcp:

适合 Kubernetes 初学者的一些实战练习 (三)_nginx_13

创建成功后,状态变为 Ready,表明该集群已经可用了。

适合 Kubernetes 初学者的一些实战练习 (三)_nginx_14

点击集群名称 jerrycls,进入集群明细页面,在 Access 标签页下面获得这个集群的用户名admin 和密码。

适合 Kubernetes 初学者的一些实战练习 (三)_Kubernetes_15

点击 dashboard 超链接,会弹出输入用户米和密码的提示。用户名输入 admin,密码从上面 Access 标签页获取。即可进入集群的管理页面。

从左下角处查看这个集群的三个 namespace:default,kube-public 和 kube-system:

适合 Kubernetes 初学者的一些实战练习 (三)_cloud_16

这是 Gardener 自动为我分配的工作节点:

适合 Kubernetes 初学者的一些实战练习 (三)_Kubernetes_17

点击 kubeconfig,获得这个集群的 config yaml 文件,把它的内容复制下来:

适合 Kubernetes 初学者的一些实战练习 (三)_nginx_18

我使用的操作系统是 ubuntu,上面安装了 kubectl.

进入目录 /home/vagrant/.kube, 用 vi 编辑 config 文件:

适合 Kubernetes 初学者的一些实战练习 (三)_sap_19

把从 Gardener 里拷贝的内容粘贴到 config 文件里。

适合 Kubernetes 初学者的一些实战练习 (三)_sap_20

现在使用 kubectl get ns,就可以看到 Kubernetes cluster 上的三个 namespace,和我们前面在 dashboard 里观察到的一致。

适合 Kubernetes 初学者的一些实战练习 (三)_nginx_21

使用 ​​kubectl get node -o wide​​, 看到一个工作节点,和之前在 Kubernetes dashboard 里观察到的一致。

适合 Kubernetes 初学者的一些实战练习 (三)_云原生_22

使用命令 ​​kubectl run nginx --image=nginx:1.12.2​​ 创建一个 deployment,运行 nginx container:

适合 Kubernetes 初学者的一些实战练习 (三)_云原生_23

创建好 deployment 之后,使用命令行创建一个 service,把 nginx 服务暴露给外部:


kubectl expose deployment nginx --type=loadBalancer --port=80 --target-port=80


适合 Kubernetes 初学者的一些实战练习 (三)_nginx_24

使用 kubectl get svc 查看生成的 service,供外部访问的 IP 地址从 EXTERNAL-IP 处获得:35.233.45.209:

适合 Kubernetes 初学者的一些实战练习 (三)_cloud_25

在浏览器里直接访问这个 ip 地址,看到 nginx 默认的首页,说明部署在 Google Cloud Platform 上的 Kubernetes cluster 能够正常工作了。

适合 Kubernetes 初学者的一些实战练习 (三)_云原生_26

练习3 - 如何使用 Kubernetes 的 configmap 通过环境变量注入到 pod 里

在 Kubernetes 官网里,提到了 Kubernetes 里的一个最佳实践就是把应用代码同配置信息分开,一种方式就是使用 Kubernetes 1.2 里引入的 configmap 概念。

适合 Kubernetes 初学者的一些实战练习 (三)_云原生_27

configmap实际上就是一系列键值对,存储于 etcd 里。etcd 的官网有这样一句话:


etcd is a distributed key-value store designed to reliably and quickly preserve and provide access to critical data.


etcd 是一个高性能的分布式键值对存储库,用于存储和访问关键数据。

使用下面的命令行创建一个 Kubernetes config map:


kubectl create configmap test-config --from-literal=test.type=unit --from-literal=test.exec=always


适合 Kubernetes 初学者的一些实战练习 (三)_云原生_28

创建一个名为 test-config 的键值对,key 为 test.type,值为 unit,key 为 test.exec, 值为 always。

下面我打算创建一个 pod,消费这个名为 test-config 的 configmap.

创建一个内容如下的 yaml 文件:

apiVersion: v1

kind: Pod

metadata:

name: test-configmap

spec:

containers:

- name: test-container

image: alpine:3.8

command: [ "/bin/sh", "-c", "env" ]

env:

- name: TEST_TYPE

valueFrom:

configMapKeyRef:

name: test-config

key: test.type

- name: TEST_EXEC

valueFrom:

configMapKeyRef:

name: test-config

key: test.exec

restartPolicy: Never

这个 yaml 文件定义的 pod 基于 docker 镜像 alpine,执行 shell 命令 ​​/bin/sh -c env​​ 查看环境变量。

在 env 区域,我给该 pod 注入一个名为 TEST_TYPE 的环境变量,值从 configMap 键值对的键名称为 test.type 的值中取。

适合 Kubernetes 初学者的一些实战练习 (三)_云原生_29

kubectl create -f 创建这个 pod:

适合 Kubernetes 初学者的一些实战练习 (三)_cloud_30

使用命令 ​​kubectl logs test-configmap​​ 查看这个 pod 运行生成的日志,发现输出的环境变量列表中,出现了 TEST_TYPE=unit,这个 TEST_TYPE 是我在 yaml 文件里注入的环境变量名称,而 unit 就来自 configmap 里 test-config 的值 unit。

适合 Kubernetes 初学者的一些实战练习 (三)_云原生_31

总结

本文作为该系列的第三篇文章,首先学习了如何使用 describe 这个常用命令来深入学习 pod 的属性和一些常见故障的排查工作,接着通过 ConfigMap 使用方法的学习,了解了 Kubernetes 世界里应用代码同配置信息相分离的这一最佳实践,最后学习了使用开源项目 Gardener 在云平台上创建 Kubernetes 集群的步骤,希望对大家有所帮助。

本系列前两篇文章包含的练习,请参阅之前的文章:

本系列的前两篇文章

  • 适合 Kubernetes 初学者的一些实战练习 (一)
  • 适合 Kubernetes 初学者的一些实战练习 (二)