Kubernetes 基础概念：名字空间

Kubernetes 可以在一个物理集群上运行多个虚拟集群，这种虚拟集群被称作名字空间（namespace）。

名字空间提供了在多用户间隔离集群资源的方式（通过资源配额）。

同一个名字空间中的资源名称必须唯一，而不同名字空间之间则没有这个要求。名字空间是不能嵌套的，每一个 Kubernetes 的资源都只能在一个名字空间内，但并非所有资源都会在名字空间内，比如 namespace 本身，以及底层资源如 nodes、persistentVolumes 等。

要查看资源是否在名字空间内，可以用 kubectl api-resources 命令的 --namespaced=[true|false] 选项来筛选：

# 在名字空间内
kubectl api-resources --namespaced=true

# 不在名字空间内
kubectl api-resources --namespaced=false

名字空间与 DNS

当你创建一个服务（Service）时，它会创建一个对应的 DNS 记录。记录的格式是 <service-name>.<namespace-name>.svc.cluster.local。如果一个容器访问 <service-name>，那么它会解析到容器所在的名字空间内对应的服务。这对于跨多个名字空间使用相同配置的情况来说很有用。如果要跨名字空间访问，那么必须访问完整的域名（FQDN）。

使用 kubectl 操作名字空间

查看名字空间

  1. 列出集群使用的名字空间：
kubectl get namespaces
NAME          STATUS    AGE
default       Active    11d
kube-system   Active    11d
kube-public   Active    11d
  1. 查看一个名字空间的概要信息：
kubectl get namespaces <name>
  1. 或者想要看到一个名字空间的详细信息：
kubectl describe namespaces <name>
Name:           default
Labels:         <none>
Annotations:    <none>
Status:         Active

No resource quota.

Resource Limits
 Type       Resource    Min Max Default
 ----               --------    --- --- ---
 Container          cpu         -   -   100m

详细信息除了展示名称、标签、状态以外，还会展示资源配额（resource quota）和资源限制范围（resource limits）。

资源配额会跟踪一个名字空间内所有资源的使用情况的总和，允许集群运维人员定义一个名字空间可以消费的 Hard 资源使用限制。

资源限制范围定义了名字空间内的一个实体可以消费的资源范围（最小/最大值）。

名字空间有两种状态：

  • Active - 正在使用
  • Terminating - 名字空间正在被删除，不能为其他对象所用

关于这两种状态的详细解释可以参照设计文档。

创建名字空间

首先需要确定名字空间的名称，比如 my-namespace。然后可以有两种方式创建名字空间：

  1. 创建一个 YAML 文件 my-namespace.yaml，内容为：
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: my-namespace

然后运行：

kubectl create -f ./my-namespace.yaml
  1. 或者可以用以下命令直接创建名字空间：
kubectl create namespace my-namespace

需要注意的是名字空间的名称必须符合 DNS 的名称规范。

这里还有一个可选的字段 finalizers，可以监测名字空间的删除，然后清除资源。如果你配置了一个不存在的 finalizer，那么在创建名字空间之后，如果用户尝试删除，名字空间会卡在 Terminating 状态。

关于 finalizers 的更多信息请查看设计文档。

删除名字空间

删除名字空间只需要运行以下命令：

kubectl delete namespaces my-namespace

警告：这会删除该名字空间下的所有资源。

删除是异步的，所以在一段时间内你会看到名字空间处于 Terminating 状态。

设置命令所在的名字空间

设置当前命令所在的名字空间

使用 --namespace 参数可以设置当前命令所在的名字空间：

kubectl run nginx --image=nginx --namespace=my-namespace
kubectl get pods --namespace=my-namespace

设置默认名字空间

你可以将当前上下文（context）的默认名字空间保存到 kubectl 的配置中：

kubectl config set-context --current --namespace=my-namespace
# 验证
kubectl config view | grep namespace:

这样，下次执行命令时，无需添加 --namespace 参数就已经在设置的名字空间内了。