入门Kubernetes - YAML文件

前言

　前篇文章中简单了解到如何把.Net Core 程序部署到k8s中，过程中使用了多个*.yaml文件，那么这些文件的格式及含义、语法是如何的呢？

　接下来，进一步了解学习

一、YAML介绍:

　1、简介：

　　YAML 语言（发音 /ˈjæməl/ ）的设计目标，就是方便人类读写。它实质上是一种通用的数据串行化格式。YAML又被称为是 json 的超集，使用起来比 json 更方便

　2、语法：

• 大小写敏感
• 使用缩进表示层级关系
• 缩进时不允许使用Tab键，只允许使用空格。
• 缩进的空格数目不重要，只要相同层级的元素左侧对齐即可
• #表示注释，从该字符到行尾

　3、支持的数据结构　　

• 对象：键值对的集合，又称为映射（mapping）/ 哈希（hashes） / 字典（dictionary）
• 数组：一组按次序排列的值，又称为序列（sequence） / 列表（list）
• 纯量（scalars）：单个的、不可再分的值，场景类型如下：
  • 字符串
  • 布尔值
  • 整数
  • 浮点数
  • Null
  • 时间
  • 日期

　　对象：一组键值对，使用冒号结构表示，如下

#yaml格式：
api: v1

#对应json格式：
{api:'v1'}

#yaml格式:行内对象
obj: { name: Steve, foo: bar } 

#Json格式：
{ obj: { name: 'Steve', foo: 'bar' } }

　　数组：一组连词线开头的行，构成一个数组，且支持多维数组

#yaml格式：
- Cat
- Dog

#json格式：
['Cat','Dog']

#yaml格式：多维数组
-
 -Cat
 -Dog

#json格式：多维数组
[['Cat','Dog']]

　　纯量：最基本的、不可再分的值　　

#字符串类型
str: 字符串
#字符串之中包含空格或特殊字符，需要放在引号之中。
#单引号和双引号都可以使用，双引号不会对特殊字符转义
#多行字符串可以使用|保留换行符，也可以使用>折叠换行
#+表示保留文字块末尾的换行，-表示删除字符串末尾的换行

#数字类型：
number: 10.01

#布尔类型：
isRun: true

#空类型：
name: ~

#时间类型：时间采用 ISO8601 格式
iso8601: 2021-06-27t15:00:00.00-05:00 

#日期类型：采用复合 iso8601 格式的年、月、日表示
date: 2021-06-27

#使用两个感叹号，强制转换数据类型。
strnum: !!str 123
strbol: !!str true

　3、引用用法：

　　锚点&和别名*，可以用来引用。

　　&用来建立锚点，<<表示合并到当前数据，*用来引用锚点　　

#yaml引用示例：
defaults: &defaults
  adapter:  postgres
  host:     localhost

development:
  database: myapp_development
  <<: *defaults

test:
  database: myapp_test
  <<: *defaults

#等效于：
defaults:
  adapter:  postgres
  host:     localhost

development:
  database: myapp_development
  adapter:  postgres
  host:     localhost

test:
  database: myapp_test
  adapter:  postgres
  host:     localhost

　以上是yaml的基础语法，接下来看下在k8s中怎么使用呢？

二、YAML在k8s中的使用

　k8s有两种创建资源的方式：kubectl 命令和 yaml 配置文件。
　　kubectl命令行：最为简单，一条命令就OK.
　　yaml配置文件：提供了一种让你知其然更知其所以然的方式。
　优势如下：

完整性：配置文件描述了一个资源的完整状态，可以很清楚地知道一个资源的创建背后究竟做了哪些事；
灵活性：配置文件可以创建比命令行更复杂的结构；
可维护性：配置文件提供了创建资源对象的模板，能够重复使用；
可扩展性：适合跨环境、规模化的部署。

　k8s(Kubernetes)中Pod、Deployment、ReplicaSet、Service之间关系如下：

　Pod：来管理容器，每个 Pod 可以包含一个或多个紧密关联的容器

　ReplicaSet：是rc的升级版，也是来管理pod，Kubernetes官方强烈建议避免直接使用ReplicaSet，而应该通过Deployment来创建RS和Pod。由于ReplicaSet是ReplicationController的代替物，因此用法基本相同，唯一的区别在于ReplicaSet支持集合式的selector。

　Deployment：更加方便的管理Pod和Replica Set，提供发布更新维护监控等功能

　Service：是在这一整套基础之上提供给外部的稳定的服务

　1、Deployment配置模板

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata: <Object>
spec: <Object>
  minReadySeconds: <integer> #设置pod准备就绪的最小秒数
  paused: <boolean> #表示部署已暂停并且deploy控制器不会处理该部署
  progressDeadlineSeconds: <integer>
  strategy: <Object> #将现有pod替换为新pod的部署策略
    rollingUpdate: <Object> #滚动更新配置参数，仅当类型为RollingUpdate
      maxSurge: <string> #滚动更新过程产生的最大pod数量，可以是个数，也可以是百分比
      maxUnavailable: <string> #
    type: <string> #部署类型，Recreate，RollingUpdate
  replicas: <integer> #pods的副本数量
  selector: <Object> #pod标签选择器，匹配pod标签，默认使用pods的标签
    matchLabels: <map[string]string>
      key1: value1
      key2: value2
    matchExpressions: <[]Object>
      operator: <string> -required- #设定标签键与一组值的关系，In, NotIn, Exists and DoesNotExist
      key: <string> -required-
      values: <[]string>
  revisionHistoryLimit: <integer> #设置保留的历史版本个数，默认是10
  rollbackTo: <Object>
    revision: <integer> #设置回滚的版本，设置为0则回滚到上一个版本
  template: <Object> -required-
    metadata:
    spec:
      containers: <[]Object> #容器配置
      - name: <string> -required- #容器名、DNS_LABEL
        image: <string> #镜像
        imagePullPolicy: <string> #镜像拉取策略，Always、Never、IfNotPresent
        ports: <[]Object>
        - name: #定义端口名
          containerPort: #容器暴露的端口
          protocol: TCP #或UDP
        volumeMounts: <[]Object>
        - name: <string> -required- #设置卷名称
          mountPath: <string> -required- #设置需要挂载容器内的路径
          readOnly: <boolean> #设置是否只读
        livenessProbe: <Object> #就绪探测
          exec:
            command: <[]string>
          httpGet:
            port: <string> -required-
            path: <string>
            host: <string>
            httpHeaders: <[]Object>
              name: <string> -required-
              value: <string> -required-
            scheme: <string>
          initialDelaySeconds: <integer> #设置多少秒后开始探测
          failureThreshold: <integer> #设置连续探测多少次失败后，标记为失败，默认三次
          successThreshold: <integer> #设置失败后探测的最小连续成功次数，默认为1
          timeoutSeconds: <integer> #设置探测超时的秒数，默认1s
          periodSeconds: <integer> #设置执行探测的频率（以秒为单位），默认1s
          tcpSocket: <Object> #TCPSocket指定涉及TCP端口的操作
            port: <string> -required- #容器暴露的端口
            host: <string> #默认pod的IP
        readinessProbe: <Object> #同livenessProbe
        resources: <Object> #资源配置
          requests: <map[string]string> #最小资源配置
            memory: "1024Mi"
            cpu: "500m" #500m代表0.5CPU
          limits: <map[string]string> #最大资源配置
            memory:
            cpu:
      volumes: <[]Object> #数据卷配置
      - name: <string> -required- #设置卷名称,与volumeMounts名称对应
        hostPath: <Object> #设置挂载宿主机路径
          path: <string> -required-
          type: <string> #类型：DirectoryOrCreate、Directory、FileOrCreate、File、Socket、CharDevice、BlockDevice
      - name: nfs
        nfs: <Object> #设置NFS服务器
          server: <string> -required- #设置NFS服务器地址
          path: <string> -required- #设置NFS服务器路径
          readOnly: <boolean> #设置是否只读
      - name: configmap
        configMap:
          name: <string> #configmap名称
          defaultMode: <integer> #权限设置0~0777，默认0664
          optional: <boolean> #指定是否必须定义configmap或其keys
          items: <[]Object>
          - key: <string> -required-
            path: <string> -required-
            mode: <integer>
      restartPolicy: <string> #重启策略，Always、OnFailure、Never
      nodeName: <string>
      nodeSelector: <map[string]string>
      imagePullSecrets: <[]Object>
      hostname: <string>
      hostPID: <boolean>
status: <Object>

　nginx实例：

apiVersion: app/v1        　　 # 1.9.0 之前的版本使用 apps/v1beta2，可通过命令 kubectl api-versions 查看
kind: Deployment           　　#指定创建资源的角色/类型
metadata:                  　　#资源的元数据/属性
  name: nginx-deployment       #资源的名字，在同一个namespace中必须唯一
  namespace:  xxxx             #命名空间
  labels:
    app: demo                  #标签
spec:
  replicas: 3         　　　　　#副本数量3
  strategy:
    rollingUpdate:   　　　　　 ##由于replicas为3,则整个升级,pod个数在2-4个之间
      maxSurge: 1      　　　　 #滚动升级时会先启动1个pod
      maxUnavailable: 1 　　　　#滚动升级时允许的最大Unavailable的pod个数
  selector:             　　　　#定义标签选择器,部署需要管理的pod（带有该标签的的会被管理）需在pod 模板中定义
    matchLabels:
      app: web-server
  template:      　　　　　　　　#这里Pod的定义
    metadata:
      labels:    　　　　　　　　#Pod的label
        app: web-server
    spec:        　　　　　　　　# 模板的规范
      containers:
      - name: nginx      　　　#容器的名字
        image: nginx:1.12.1   #容器的镜像地址
        command: [ "/bin/sh","-c","cat /etc/config/path/to/special-key" ]    #启动命令
        args:                                                                #启动参数
            - '-storage.local.retention=$(STORAGE_RETENTION)'
            - '-storage.local.memory-chunks=$(STORAGE_MEMORY_CHUNKS)'
            - '-config.file=/etc/prometheus/prometheus.yml'
            - '-alertmanager.url=http://alertmanager:9093/alertmanager'
            - '-web.external-url=$(EXTERNAL_URL)'
    #如果command和args均没有写，那么用Docker默认的配置。
    #如果command写了，但args没有写，那么Docker默认的配置会被忽略而且仅仅执行.yaml文件的command（不带任何参数的）。
    #如果command没写，但args写了，那么Docker默认配置的ENTRYPOINT的命令行会被执行，但是调用的参数是.yaml中的args。
    #如果如果command和args都写了，那么Docker默认的配置被忽略，使用.yaml的配置。
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        # IfNotPresent ：默认值,本地有则使用本地镜像,不拉取，如果不存在则拉取
        # Always：  总是拉取
        # Never：  只使用本地镜像，从不拉取
          livenessProbe:
#表示container是否处于live状态。如果LivenessProbe失败，LivenessProbe将会通知kubelet对应的container不健康了。
#随后kubelet将kill掉container，并根据RestarPolicy进行进一步的操作。默认情况下LivenessProbe在第一次检测之前初始化值为Success，如果container没有提供LivenessProbe，则也认为是Success；
            httpGet:
              path: /health #如果没有心跳检测接口就为/
              port: 8080
              scheme: HTTP
            initialDelaySeconds: 60 ##启动后延时多久开始运行检测
            timeoutSeconds: 5
            successThreshold: 1
            failureThreshold: 5
            readinessProbe:
          readinessProbe:
            httpGet:
              path: /health #如果没有心跳检测接口就为/
              port: 8080
              scheme: HTTP
            initialDelaySeconds: 30 ##启动后延时多久开始运行检测
            timeoutSeconds: 5
            successThreshold: 1
            failureThreshold: 5
          resources:              ##CPU内存限制
            requests:
              cpu: 2
              memory: 2048Mi
            limits:
              cpu: 2
              memory: 2048Mi
          env:                    ##通过环境变量的方式，直接传递pod=自定义Linux OS环境变量
            - name: LOCAL_KEY     #本地Key
              value: value
            - name: CONFIG_MAP_KEY  #局策略可使用configMap的配置Key，
              valueFrom:
                configMapKeyRef:
                  name: special-config   #configmap中找到name为special-config
                  key: special.type      #找到name为special-config里data下的key
          ports:
            - name: http
              containerPort: 8080 #对service暴露端口
          volumeMounts:     #挂载volumes中定义的磁盘
          - name: log-cache
            mount: /tmp/log
          - name: sdb       #普通用法，该卷跟随容器销毁，挂载一个目录
            mountPath: /data/media
          - name: nfs-client-root    #直接挂载硬盘方法，如挂载下面的nfs目录到/mnt/nfs
            mountPath: /mnt/nfs
          - name: example-volume-config  #高级用法第1种，将ConfigMap的log-script,backup-script分别挂载到/etc/config目录下的一个相对路径path/to/...下，如果存在同名文件，直接覆盖。
            mountPath: /etc/config
          - name: rbd-pvc                #高级用法第2中，挂载PVC(PresistentVolumeClaim)

#使用volume将ConfigMap作为文件或目录直接挂载，其中每一个key-value键值对都会生成一个文件，key为文件名，value为内容，
  volumes:  # 定义磁盘给上面volumeMounts挂载
  - name: log-cache
    emptyDir: {}
  - name: sdb  #挂载宿主机上面的目录
    hostPath:
      path: /any/path/it/will/be/replaced
  - name: example-volume-config  # 供ConfigMap文件内容到指定路径使用
    configMap:
      name: example-volume-config  #ConfigMap中名称
      items:
      - key: log-script           #ConfigMap中的Key
        path: path/to/log-script  #指定目录下的一个相对路径path/to/log-script
      - key: backup-script        #ConfigMap中的Key
        path: path/to/backup-script  #指定目录下的一个相对路径path/to/backup-script
  - name: nfs-client-root         #供挂载NFS存储类型
    nfs:
      server: 10.42.0.55          #NFS服务器地址
      path: /opt/public           #showmount -e 看一下路径
  - name: rbd-pvc                 #挂载PVC磁盘
    persistentVolumeClaim:
      claimName: rbd-pvc1         #挂载已经申请的pvc磁盘

　2、SERVICE 配置模板

apiVersion: v1
kind: Service
matadata:                                #元数据
  name: string                           #service的名称
  namespace: string                      #命名空间
  labels:                                #自定义标签属性列表
    - name: string
  annotations:                           #自定义注解属性列表
    - name: string
spec:                                    #详细描述
  selector: []                           #label selector配置，将选择具有label标签的Pod作为管理 范围
  type: string                           #service的类型，指定service的访问方式，默认为clusterIp
  clusterIP: string                      #虚拟服务地址
  sessionAffinity: string                #是否支持session
  ports:                                 #service需要暴露的端口列表
  - name: string                         #端口名称
    protocol: string                     #端口协议，支持TCP和UDP，默认TCP
    port: int                            #服务监听的端口号
    targetPort: int                      #需要转发到后端Pod的端口号
    nodePort: int                        #当type = NodePort时，指定映射到物理机的端口号
  status:                                #当spce.type=LoadBalancer时，设置外部负载均衡器的地址
    loadBalancer:                        #外部负载均衡器
      ingress:                           #外部负载均衡器
        ip: string                       #外部负载均衡器的Ip地址值
        hostname: string                 #外部负载均衡器的主机名

Service节点说明：

　　

　3、Pod配置模板：

apiVersion: v1        　　          #必选，版本号，例如v1,版本号必须可以用 kubectl api-versions 查询到 .
kind: Pod       　　　　　　         #必选，Pod
metadata:       　　　　　　         #必选，元数据
  name: string        　　          #必选，Pod名称
  namespace: string     　　        #必选，Pod所属的命名空间,默认为"default"
  labels:       　　　　　　         #自定义标签
    - name: string      　          #自定义标签名字
  annotations:        　　                 #自定义注释列表
    - name: string
spec:         　　　　　　　            #必选，Pod中容器的详细定义
  containers:       　　　　            #必选，Pod中容器列表
  - name: string      　　                #必选，容器名称,需符合RFC 1035规范
    image: string     　　                #必选，容器的镜像名称
    imagePullPolicy: [ Always|Never|IfNotPresent ]  #获取镜像的策略 Alawys表示下载镜像 IfnotPresent表示优先使用本地镜像,否则下载镜像，Nerver表示仅使用本地镜像
    command: [string]     　　        　　#容器的启动命令列表，如不指定，使用打包时使用的启动命令
    args: [string]      　　             #容器的启动命令参数列表
    workingDir: string                  #容器的工作目录
    volumeMounts:     　　　　        　　#挂载到容器内部的存储卷配置
    - name: string      　　　        　　#引用pod定义的共享存储卷的名称，需用volumes[]部分定义的的卷名
      mountPath: string                 #存储卷在容器内mount的绝对路径，应少于512字符
      readOnly: boolean                 #是否为只读模式
    ports:        　　　　　　        　　 #需要暴露的端口库号列表
    - name: string      　　　        　　#端口的名称
      containerPort: int                #容器需要监听的端口号
      hostPort: int     　　             #容器所在主机需要监听的端口号，默认与Container相同
      protocol: string                  #端口协议，支持TCP和UDP，默认TCP
    env:        　　　　　　            #容器运行前需设置的环境变量列表
    - name: string      　　            #环境变量名称
      value: string     　　            #环境变量的值
    resources:        　　                #资源限制和请求的设置
      limits:       　　　　            #资源限制的设置
        cpu: string     　　            #Cpu的限制，单位为core数，将用于docker run --cpu-shares参数
        memory: string                  #内存限制，单位可以为Mib/Gib，将用于docker run --memory参数
      requests:       　　                #资源请求的设置
        cpu: string     　　            #Cpu请求，容器启动的初始可用数量
        memory: string                    #内存请求,容器启动的初始可用数量
    livenessProbe:      　　            #对Pod内各容器健康检查的设置，当探测无响应几次后将自动重启该容器，检查方法有exec、httpGet和tcpSocket，对一个容器只需设置其中一种方法即可
      exec:       　　　　　　        #对Pod容器内检查方式设置为exec方式
        command: [string]               #exec方式需要制定的命令或脚本
      httpGet:        　　　　        #对Pod内个容器健康检查方法设置为HttpGet，需要制定Path、port
        path: string
        port: number
        host: string
        scheme: string
        HttpHeaders:
        - name: string
          value: string
      tcpSocket:      　　　　　　#对Pod内个容器健康检查方式设置为tcpSocket方式
         port: number
       initialDelaySeconds: 0       #容器启动完成后首次探测的时间，单位为秒
       timeoutSeconds: 0    　　    #对容器健康检查探测等待响应的超时时间，单位秒，默认1秒
       periodSeconds: 0     　　    #对容器监控检查的定期探测时间设置，单位秒，默认10秒一次
       successThreshold: 0
       failureThreshold: 0
       securityContext:
         privileged: false
    restartPolicy: [Always | Never | OnFailure] #Pod的重启策略，Always表示一旦不管以何种方式终止运行，kubelet都将重启，OnFailure表示只有Pod以非0退出码退出才重启，Nerver表示不再重启该Pod
    nodeSelector: obeject   　　    #设置NodeSelector表示将该Pod调度到包含这个label的node上，以key：value的格式指定
    imagePullSecrets:     　　　　#Pull镜像时使用的secret名称，以key：secretkey格式指定
      - name: string
    hostNetwork: false     　　    #是否使用主机网络模式，默认为false，如果设置为true，表示使用宿主机网络

  volumes:        　　　　　　    #在该pod上定义共享存储卷列表
    - name: string     　　 　　    #共享存储卷名称 （volumes类型有很多种）
      emptyDir: {}      　　　　    #类型为emtyDir的存储卷，与Pod同生命周期的一个临时目录。为空值
      hostPath: string      　　    #类型为hostPath的存储卷，表示挂载Pod所在宿主机的目录
        path: string      　　      #Pod所在宿主机的目录，将被用于同期中mount的目录
      secret:       　　　　　　    #类型为secret的存储卷，挂载集群与定义的secre对象到容器内部
        scretname: string
        items:
        - key: string
          path: string
      configMap:      　　　　            #类型为configMap的存储卷，挂载预定义的configMap对象到容器内部
        name: string
        items:
        - key: string
          path: string
      nfs:                           #类型为NFS的存储卷
        server: 192.168.66.50        #nfs服务器ip或是域名
        path: "/test"                #nfs服务器共享的目录
      persistentVolumeClaim:          #类型为persistentVolumeClaim的存储卷
        claimName: test-pvc           #名字一定要正确，使用的是kind为PersistentVolumeClaim中的name

　4、快速生成YAML文件

　　a) 命令：

kubectl run --image=nginx my-deploy -o yaml --dry-run >my-deploy.yaml
kubectl create -f deploy-nginx.yaml -o yaml --dry-run >my-deploy.yaml
kubectl create -f deploy-nginx.yaml -o json --dry-run >my-deploy.json  # 指定输出json格式

– image # 指定模板镜像
my-deploy # 运行标签名称
–dry-run # 只测试运行,不会实际运行pod
-o yaml # 指定输出格式

　2、查询Pod容器的字段资源内部文档

kubectl explain pods  # 每一个层级的指令都会有字段信息
kubectl explain pods.spec
kubectl explain pods.spec.containers

总结

　本篇对yaml文件语法了解，以及对k8s中常用创建Deployment、Service、Pod的yaml文件中各个节点的含义用法了解。接下来对k8s中各种资源进一步了解、学习。并实际操作应用。