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minikube 是什么

minikube 可以理解为一个可以运行在本地的，单节点的 Kubernetes，我们可以通过在里面创建 Pods 来创建对应的服务

kubernetes 是什么

Kubernetes 是容器集群管理系统，可以实现容器集群的自动化部署、自动扩缩容、维护等功能。

minikube 安装

MAC

1	brew install minikube

Linux

1 2	curl -LO https://storage.googleapis.com/minikube/releases/latest/minikube-linux-amd64 sudo install minikube-linux-amd64 /usr/local/bin/minikube

详细安装见官方文档

查看安装是否成功

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➜  ~ minikube version
minikube version: v1.17.1
commit: 043bdca07e54ab6e4fc0457e3064048f34133d7e

minikube 环境搭建

启动 minikube

➜  ~ minikube start
😄  Darwin 10.15.7 上的 minikube v1.17.1
✨  根据现有的配置文件使用 docker 驱动程序
👍  Starting control plane node minikube in cluster minikube
🔄  Restarting existing docker container for "minikube" ...
🐳  正在 Docker 20.10.2 中准备 Kubernetes v1.20.2…
🔎  Verifying Kubernetes components...
🌟  Enabled addons: default-storageclass, storage-provisioner, dashboard
🏄  Done! kubectl is now configured to use "minikube" cluster and "default" namespace by default

执行 kubectl 相关命令

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➜  ~ kubectl get node
NAME       STATUS   ROLES                  AGE    VERSION
minikube   Ready    control-plane,master   149m   v1.20.2

部署应用

#创建一个名为 hello-minikube 的 deployment，运行 k8s.gcr.io/echoserver:1.4 这个镜像
kubectl create deployment hello-minikube --image=k8s.gcr.io/echoserver:1.4

#为 deployment 的 hello-minikube 创建 service，指定 service 类型为 NodePort ，并绑定 8080 端口
kubectl expose deployment hello-minikube --type=NodePort --port=8080

Kubectl 常用命令详解：http://docs.kubernetes.org.cn/535.html

查看 service 是否创建成功

1	kubectl get services hello-minikube

访问 service

1	minikube service hello-minikube

Loadbalancer 部署

1 2	kubectl create deployment balanced --image=k8s.gcr.io/echoserver:1.4 kubectl expose deployment balanced --type=LoadBalancer --port=8080

service 的类型

ClusterIP：默认类型，自动分配一个仅Cluster内部可以访问的虚拟IP

NodePort：在ClusterIP基础上为Service在每台机器上绑定一个端口，外部可以通过NodeIP:NodePort来访问该服务

LoadBalancer：在NodePort的基础上，借助cloud provider创建一个外部负载均衡器，并将请求转发到NodeIP:NodePort

ExternalName：把集群外的服务引入到集群内部，在集群内部直接使用

查看仪表盘

仅获取仪表盘URL

1	minikube dashboard --url

直接跳转

➜  ~ minikube dashboard 
🤔  正在验证 dashboard 运行情况 ...
🚀  Launching proxy ...
🤔  正在验证 proxy 运行状况 ...
🎉  Opening http://127.0.0.1:63251/api/v1/namespaces/kubernetes-dashboard/services/http:kubernetes-dashboard:/proxy/ in your default browser...

可以看到如下展示

minikube 的使用

重点介绍以下三点：

deployment
service
HPA

deployment

官方介绍

Deployment 为 Pod 和 Replica Set 提供声明式更新。我们只需要在 Deployment 中描述想要的目标状态是什么，Deployment Controller 就会帮我们将 Pod 和ReplicaSet 的实际状态改变到您的目标状态。

具体表现为

定义一组 Pod 期望数量，Deployment Controller 会维持 Pod 数量与期望数量一致
配置 Pod 的发布方式，Deployment Controller 会按照给定的策略更新 Pod，保证更新过程中不可用 Pod 维持在限定数量范围内
如果发布有问题支持回滚

deployment 原理

控制器模型

Kubernetes 中有一个 kube-controller-manager
的组件，是控制器的集合，每一个控制器负责某种编排功能，deployment 是控制器中的一种

可以简单的这样描述：

for {
    实际状态 := 获取集群中对象X的实际状态
    期望状态 := 获取集群中对象X的期望状态
    if 实际状态 == 期望状态 {
        什么都不做
    }else{
        执行编排动作，将实际状态调整为期望状态
    }
}

实际状态：往往来自于 Kubernetes 集群本身。比如 Kubelet 通过心跳汇报的容器状态和节点状态，或者监控系统中保存的应用监控数据，或者控制器主动收集的它感兴趣的信息，这些都是常见的实际状态的来源；
期望状态：一般来自用户提交的 YAML 文件，这些信息都保存在 Etcd 中

例如：

Deployment Controller 会从 Etcd 中获取到所有携带 “app：xxx”标签的 Pod，然后统计它们的数量，这是实际状态

Deployment 对象的 replicas 的值是期望状态 Deployment

Controller 会将两个状态做比较，然后根据比较结果，确定是创建新的 Pod，还是删除已有 Pod

deployment 实验练习

编写 yaml 文件如下：

➜  cat deploy_nginx.yml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.12.2
        ports:
        - containerPort: 80

根据 deploy_nginx.yml 创建 deployment

1 2	➜ kubectl create -f deploy_nginx.yml deployment.apps/nginx-deployment created

查看 deployment 的创建情况

➜  kubectl get deployment
NAME               READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
balanced           1/1     1            1           3h49m
hello-minikube     1/1     1            1           3h58m
nginx-deployment   0/3     3            0           18s

deployment 的创建需要一些时间

➜  deployment kubectl get deployment
NAME               READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
balanced           1/1     1            1           4h
hello-minikube     1/1     1            1           4h10m
nginx-deployment   3/3     3            3           11m

查看ReplicaSet

kubectl get rs
➜ kubectl get rs
NAME                          DESIRED   CURRENT   READY   AGE
balanced-5744b548b4           1         1         1       3h49m
hello-minikube-6ddfcc9757     1         1         1       3h59m
nginx-deployment-84b8bdb667   3         3         3       39s

查看所有 prod 信息

➜ kubectl get pods
NAME                                READY   STATUS    RESTARTS   AGE
balanced-5744b548b4-bl69g           1/1     Running   1          3h50m
hello-minikube-6ddfcc9757-b8976     1/1     Running   1          3h59m
nginx-deployment-84b8bdb667-44j9w   1/1     Running   0          67s
nginx-deployment-84b8bdb667-rh2mm   1/1     Running   0          67s
nginx-deployment-84b8bdb667-xvpmh   1/1     Running   0          67s

查看 deployment 的详细信息

➜  kubectl get deployment -o wide
NAME               READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE     CONTAINERS   IMAGES                      SELECTOR
balanced           1/1     1            1           5h59m   echoserver   k8s.gcr.io/echoserver:1.4   app=balanced
hello-minikube     1/1     1            1           6h8m    echoserver   k8s.gcr.io/echoserver:1.4   app=hello-minikube
nginx-deployment   3/3     3            3           129m    nginx        nginx:1.12.2                app=nginx

暴露端口

1 2	➜ kubectl expose deployment nginx-deployment --type=NodePort service/nginx-deployment exposed

可看到暴露的端口为 31895

➜ kubectl get svc
NAME               TYPE           CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE
balanced           LoadBalancer   10.107.151.143   127.0.0.1     8080:30881/TCP   6h4m
hello-minikube     NodePort       10.106.207.87    <none>        8080:30386/TCP   6h13m
kubernetes         ClusterIP      10.96.0.1        <none>        443/TCP          6h28m
nginx-deployment   NodePort       10.110.56.122    <none>        80:31895/TCP     16s

进入 minikube 查看 ip 地址

➜  deployment minikube ssh
docker@minikube:~$ ls
docker@minikube:~$ ip add
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: tunl0@NONE: <NOARP> mtu 1480 qdisc noop state DOWN group default qlen 1000
    link/ipip 0.0.0.0 brd 0.0.0.0
3: ip6tnl0@NONE: <NOARP> mtu 1452 qdisc noop state DOWN group default qlen 1000
    link/tunnel6 :: brd ::
4: docker0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc noqueue state UP group default
    link/ether 02:42:58:d5:a5:21 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 172.17.0.1/16 brd 172.17.255.255 scope global docker0
       valid_lft forever preferred_lft forever

访问成功

docker@minikube:~$ curl 172.17.0.1:31895
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
    body {
        width: 35em;
        margin: 0 auto;
        font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif;
    }
</style>
</head>
<body>

yaml 文件详解

yaml 文件包含四个部分：

apiVersion: 表示版本
kind: 表示资源
metadata: 表示元信息
spec: 资源规范字段

eg:

apiVersion: apps/v1  # 指定api版本，此值必须在kubectl api-versions中  
kind: Deployment  # 指定创建资源的角色/类型   
metadata:  
  name: demo  # 资源的名字，在同一个namespace中必须唯一
  namespace: default # 部署在哪个namespace中
  labels:  # 设定资源的标签
    app: demo
    version: stable
spec: 
  replicas: 1 # 声明副本数目
  revisionHistoryLimit: 3 # 保留历史版本
  selector: # 选择器
    matchLabels: # 匹配标签
      app: demo
      version: stable
  strategy: # 策略
    rollingUpdate: # 滚动更新
      maxSurge: 30% # 最大额外可以存在的副本数，可以为百分比，也可以为整数
      maxUnavailable: 30% # 示在更新过程中能够进入不可用状态的 Pod 的最大值，可以为百分比，也可以为整数
    type: RollingUpdate # 滚动更新策略
  template: # 模版
    metadata: # 资源的元数据/属性 
      annotations: # 自定义注解列表
        sidecar.istio.io/inject: "false" # 自定义注解名字
      labels: # 设定资源的标签
        app: demo
        version: stable
    spec: # 资源规范字段
      containers:
      - name: demo # 容器的名字   
        image: demo:v1 # 容器使用的镜像地址   
        imagePullPolicy: IfNotPresent # 每次Pod启动拉取镜像策略，三个选择 Always、Never、IfNotPresent
                                      # Always，每次都检查；Never，每次都不检查（不管本地是否有）；IfNotPresent，如果本地有就不检查，如果没有就拉取 
        resources: # 资源管理
          limits: # 最大使用
            cpu: 300m # CPU，1核心 = 1000m
            memory: 500Mi # 内存，1G = 1024Mi
          requests:  # 容器运行时，最低资源需求，也就是说最少需要多少资源容器才能正常运行
            cpu: 100m
            memory: 100Mi
        livenessProbe: # pod 内部健康检查的设置
          httpGet: # 通过httpget检查健康，返回200-399之间，则认为容器正常
            path: /healthCheck # URI地址
            port: 8080 # 端口
            scheme: HTTP # 协议
            # host: 127.0.0.1 # 主机地址
          initialDelaySeconds: 30 # 表明第一次检测在容器启动后多长时间后开始
          timeoutSeconds: 5 # 检测的超时时间
          periodSeconds: 30 # 检查间隔时间
          successThreshold: 1 # 成功门槛
          failureThreshold: 5 # 失败门槛，连接失败5次，pod杀掉，重启一个新的pod
        readinessProbe: # Pod 准备服务健康检查设置
          httpGet:
            path: /healthCheck
            port: 8080
            scheme: HTTP
          initialDelaySeconds: 30
          timeoutSeconds: 5
          periodSeconds: 10
          successThreshold: 1
          failureThreshold: 5
        #也可以用这种方法   
        #exec: 执行命令的方法进行监测，如果其退出码不为0，则认为容器正常   
        #  command:   
        #    - cat   
        #    - /tmp/health   
        #也可以用这种方法   
        #tcpSocket: # 通过tcpSocket检查健康  
        #  port: number 
        ports:
          - name: http # 名称
            containerPort: 8080 # 容器开发对外的端口 
            protocol: TCP # 协议
      imagePullSecrets: # 镜像仓库拉取密钥
        - name: harbor-certification
      affinity: # 亲和性调试
        nodeAffinity: # 节点亲和力
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution: # pod 必须部署到满足条件的节点上
            nodeSelectorTerms: # 节点满足任何一个条件就可以
            - matchExpressions: # 有多个选项，则只有同时满足这些逻辑选项的节点才能运行 pod
              - key: beta.kubernetes.io/arch
                operator: In
                values:
                - amd64