[Note] Kubernetes

最近因工作需求必須稍微弄懂 kubernetes 在做些什麼，
因此筆記起來一些基礎的使用與常用語法和遇過的坑。
但要深究細節的話還是得參照官方 doc. : https://kubernetes.io/

what’s kubernetes?

Kubernetes 提供自動化部署及管理 container 的服務，
以協助管理微服務（microservices）系統。

使用 kubernetes 可以提供以下功能：

容器的部署（Deployment）至一或多台機器
工作負載自動化擴展（Scaling）
自動化偵測並重啟故障容器（Management），確保系統持續提供服務

Component of Kubernetes

kubernetes 組成元件由小至大分別為 Pod, Worker Node, Master Node

Pod

Pod 為 kubernetes 運作的最小單位，一個 Pod 對應到一個 Application (e.g. API Server/data transform service)，而當多個 Containers 存在於同一個 Pod 時，這些 Containers 會共享資源及網路，以 yaml 定義並部署建立。

Worker Node

Worker Node 是 kubernetes 中最小的硬體單位，一個 Worker Node 對應到的是一台機器，在 GCP 中即好比 Computer Engine，並由 kubelet、kube-proxy、Container Runtime 組成，主要負責運算資源的控制。

Master Node

Master Node 是 kubernetes 中的指揮所，提供包括 API Server、Etcd、叢集資源排程、應用部署管理等工作，負責管理其他 Node。

Connect to Kubernetes - Kubectl

Kubectl 是 kubernetes 的 Command Line 工具， kubectl 可以用來操作 Kubernetes 中的 Cluster，接下來就來說明一下如何建立 Pod、Service、Deployment、Ingerss，並透過 kubectl 建立。

Pod

Pod 就如同前一章所說明的對應到每個 Application，而透過編寫下述 .yaml 檔案可以建立 helloPod 這個服務。

apiVersion: v1
  kind: Pod
  metadata:
   name: helloPod
   labels:
     app: test
 spec:
   containers:
     - name: k8sContainer
       image: helloPod/k8sDemo
       ports:
         - containerPort: 8787

其中的各項文件分別代表:

apiVersion:
- 版號
kind:
- 屬性 (e.g. Pod, Node, Deployment, Service, Namespace)
metadata:
- name:
  - name of pod
- labels
  - lable of pod
spec :: containers:
- name:
  - name of container
- image:
  - image of container from DockerHub
- ports:
  - port of container that can be access

使用 kubectl 建立 Pod

使用 apply 指令根據 .yaml 建立 Pod

1	kubectl apply -f helloPod.yaml

接著可以使用 get 查看運行的 Pod

1	kubectl get pods

若要在本地端進行 access 可以透過 port-forward 進行服務連線

1	kubectl port-forward helloPod 8787:8787

上述指令代表將 localhost 的 port 8787 mapping 至 helloPod 的 8787 por。

Service

了解完 Pod 的建立後，接下來甚麼來講講甚麼是 Service。由於 Pod 的生命週期是動態的，而為使系統在升級過程中達到無停機服務遷移，因此需要一個服務來讓每一次的存取可以正確連結到正在運行中的 Pod，這裡指的服務就是 Service。

撰寫 Service 物件 .yaml file:

apiVersion: v1
  kind: Service
  metadata:
  name: helloService
    labels:
     app: test
spec:
  ports:
  - port: 8787
    targetPort: 8787
    protocol: TCP
  selector:
    app: demoApp

Deployment

在討論完 Pod 與 Service 後可以來講講服務的縱向擴展元件 - Deployment，可以將 Deployment 看作將 Pod copy 多份在同一個 cluster 中提供服務，並監控這些 Pod 的運作以達到 自動佈署 (重啟) 與 多份備份 的功能。

apiVersion: v1
kind: Deployment
metadata:
  name: helloDeployment
  namespace: hello
  labels:
    app: test
    service: hello
spec:
  replicas: 3
  revisionHistoryLimit: 3
  strategy:
    type: RollingUpdate
    rollingUpdate:
      maxSurge: 1
      maxUnavailable: 0
  minReadySeconds: 0
  selector:
    matchLabels:
      app: demoApp
      service: hello
  template:
    metadata:
      labels:
        app: demoApp
        service: hello
    spec:
      serviceAccountName: xxx
      containers:
      - name: k8sContainer
        image: helloPod/k8sDemo
        imagePullPolicy: Always
        ports:
        - name: http
          containerPort: 8787
        env:
        - name: VARIABLE1
          value: "test-001"
        resources:
          requests:
            memory: "128Mi"
            cpu: "256m"
          limits:
            memory: "512Mi"
            cpu: "512m"
      imagePullSecrets:
      - name: xxx

其中的各項元件分別代表(僅註未說明):

spec
- replicas
  - 表示指定要建立多少個相同的 Pod ，若運行中的 Pod 低於這個數字，服務將會自動啟用新的 Pod。
- strategy
- template
  - 指定該 Deployment 所建立的 Pods 統一設定，包含 meatadata & Containers，環境變數與 resources limit 等等。

接著可以使用 get 查看運行的 Deployment & Pod

1 2	kubectl get deploy kubectl get pods

Sean talks

[Note] Kubernetes

[Note] Kubernetes

what’s kubernetes?

Component of Kubernetes

Pod

Worker Node

Master Node

Connect to Kubernetes - Kubectl

Pod

使用 kubectl 建立 Pod

Service

Deployment

Ingress

StatefulSet

References