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前言
通过 《容器集群管理工具 Docker Swarm》可以知道，在部署、调度、扩展和管理较多的容器时，如果有一个工具帮忙做这些事，那无疑会大大提高工作效率了。那 Docker Swarm 就是这样的工具，同样 Kubernetes（简称k8s）也是这样的一个工具，相对于 Docker Swarm， Kubernetes 生态比较庞大，有更多的支持、服务和工具。至于用哪个，萝卜青菜各有所爱吧。
本文对 Kubernetes 的概念、常用命令、部署脚本进行简单介绍，更多详细内容可以前往 Kubernetes官网 或 Kuboard 官网 （推荐）进行了解。
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Kubernetes 集群安装
Kubernetes官网 和 Kuboard 官网 都有详细介绍，这里不做过多赘述，由于官网中的下载地址为外网，网络不稳定，推荐 Kuboard 的安装教程。
Kubernetes 功能
Kubernetes 除部署外还支持自动伸缩、故障自愈、服务发现和负载均衡、金丝雀多种部署模式以及监控等功能，可以非常健壮地运行分布式系统。
- 服务发现和负载均衡：通过 Kubernetes 部署，同一应用的容器可以实现负载均衡的效果，也不用担心容器的 IP 的变动。
- 自动伸缩：Kubernetes会根据部署时的声明对容器的实际运行状态进行调整。比如，设置最小及最大副本数量，根据 cpu 使用率进行动态伸缩。
- 故障自愈：Kubernetes 可以重启已经停机的容器；替换、kill 那些不满足自定义健康检查条件的容器。
- 金丝雀发布：通过对 Pod 打相同的 Label，可以请求到同一应用的不同版本，达到灰度效果。
Kubernetes 核心概念
很多初学者在入门 Kubernetes 时，都会被各种名词所困扰，比如：Pod、Deployment、Service，可以通过下图进行理解。
- Kubernetes Master：集群中的主节点，起部署、调度、管理容器等作用，所有操作在此节点。
- Node ：集群中的工作节点，相当于一个物理机或虚拟机。
- Pod ： 最小调度的单位，可以承载多个 Docker 容器，可以理解成容器的“容器”。
- Service ：同 Docker Swarm 中的 Service，可以起到相同 Pod 的负载作用，并且同 Service 中的 Pod 可以相互通信。
- Label：为 Pod 打标签，可以起到分流、金丝雀部署的效果或者指派开发、测试、生产环境。
- Deployment：Deployment 指示 Kubernetes 如何创建和更新应用程序的实例，这个实例就是被包含在 Pod 中的容器。
Kubernetes 部署应用
so，如何部署一个应用，首先要声明一个 Deployment 脚本，在 Kubernetes 集群中发布 Deployment 后，master 节点将应用程序实例调度到集群中的具体的节点上。
发布部署脚本
这里创建一个部署文件 nginx-deployment.yaml，内容如下：
apiVersion: apps/v1 #与k8s集群版本有关，使用 kubectl api-versions 即可查看当前集群支持的版本
kind: Deployment #配置的类型，部署是 Deployment
metadata: #译名为元数据，即 Deployment 的一些基本属性和信息
name: nginx-deployment #Deployment 的名称
labels: #标签
app: nginx #为该Deployment设置key为app，value为nginx的标签
spec: #这是关于该Deployment的描述，可以理解为你期待该Deployment在k8s中如何使用
replicas: 1 #replicas 副本集应该维护几个 Pod 副本（实例），这里指使用该Deployment创建一个应用程序实例，
selector: #标签选择器，与上面的标签共同作用
matchLabels: #选择包含标签app:nginx的资源
app: nginx
template: #这是选择或创建的Pod的模板
metadata: #Pod的元数据
labels: #Pod的标签，上面的selector即选择包含标签app:nginx的Pod
app: nginx
spec: #期望Pod实现的功能（即在pod中部署）
containers: #生成container，与docker中的container是同一种
- name: nginx #container的名称
image: nginx:1.7.9 #使用镜像nginx:1.7.9创建container，该container默认80端口可访问
执行 kubectl apply -f nginx-deployment.yaml 进行部署之后，通过 kubectl get pods 查看部署情况。
发布服务
应用在发布后只能在集群内部进行访问，且需要获得容器的 IP，如何通过节点 IP 即可访问服务？Kubernetes 中的 Service 提供了这样的功能，且 Service 提供了 Pods（容器组）的负载均衡。
为 Nginx Deployment 创建一个 Service 脚本 nginx-service.yaml，内容如下：
apiVersion: v1
kind: Service #配置的类型，服务是 Service
metadata:
name: nginx-service #Service 的名称
spec: #这是关于该 Service 的定义，描述了 Service 如何选择 Pod，如何被访问
selector: #标签选择器
app: nginx #选择包含标签 app:nginx 的 Pod
ports:
- name: nginx-port #端口的名字
protocol: TCP #协议类型 TCP/UDP
port: 80 #集群内的其他容器组可通过 80 端口访问 Service
nodePort: 32600 #通过任意节点的 32600 端口访问 Service
targetPort: 80 #将请求转发到匹配 Pod 的 80 端口
type: NodePort # Serive的类型，ClusterIP（默认）/NodePort/LoaderBalancer
执行 kubectl apply -f nginx-service.yaml 进行部署之后，就可以通过集群中<任意节点的 IP>:32600 访问服务。
使用 Ingress
Ingress 可以将集群内部的 Service 通过 HTTP/HTTPS 方式暴露到集群外部，并通过规则定义 HTTP/HTTPS 的路由。
为 Nginx Service 创建一个 Service 脚本 nginx-ingress.yaml，内容如下：
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: nginx-ingress # Ingress 的名字，仅用于标识
spec:
rules: # Ingress 中定义 L7 路由规则
- host: demo.com # 根据 virtual hostname 进行路由（请使用您自己的域名）
http:
paths: # 按路径进行路由
- path: /
backend:
serviceName: nginx-service # 指定后端的 Service 为之前创建的 nginx-service
servicePort: 80
配置自动伸缩
Kubernetes 中 Horizontal Pod Autoscaler 根据观察到的 CPU 利用率（或某些由应用程序提供的指标）自动调整 Pod 的数量。
以文中的 nginx-deployment 为例子，部署脚本中对其进行资源限制，发布后创建自动伸缩指令，脚本内容如下：
apiVersion: apps/v1 #与k8s集群版本有关，使用 kubectl api-versions 即可查看当前集群支持的版本
kind: Deployment #配置的类型，部署是 Deployment
metadata: #译名为元数据，即 Deployment 的一些基本属性和信息
name: nginx-deployment #Deployment 的名称
labels: #标签
app: nginx #为该Deployment设置key为app，value为nginx的标签
spec: #这是关于该Deployment的描述，可以理解为你期待该Deployment在k8s中如何使用
replicas: 1 #replicas 副本集应该维护几个 Pod 副本（实例），这里指使用该Deployment创建一个应用程序实例，
selector: #标签选择器，与上面的标签共同作用
matchLabels: #选择包含标签app:nginx的资源
app: nginx
template: #这是选择或创建的Pod的模板
metadata: #Pod的元数据
labels: #Pod的标签，上面的selector即选择包含标签app:nginx的Pod
app: nginx
spec: #期望Pod实现的功能（即在pod中部署）
containers: #生成container，与docker中的container是同一种
- name: nginx #container的名称
image: nginx:1.7.9 #使用镜像nginx:1.7.9创建container，该container默认80端口可访问
resources:
limits:
cpu: 1000m # 该容器使用的cpu资源不能超过1核
requests:
cpu: 500m # 该容器最少使用的cpu资源为0.5核
发布后执行自动伸缩指令，这条指令的意思是 nginx-deployment 在 1 到 10 个副本之间伸缩，通过增加或减少 Deployment 的副本数，使得所有 Pod 的平均 CPU 利用率维持在 50% 左右。
kubectl autoscale deployment nginx-deployment --cpu-percent=50 --min=1 --max=10
Kubernetes 常用命令
# 部署资源
kubectl apply -f
# 删除部署资源
kubectl delete -f
# 查看 Deployment
kubectl get deployments
# 查看 service
kubectl get service
# 查看 Pod
kubectl get pods
#获取类型为Node的资源列表
kubectl get nodes
#查看Pod的信息
kubectl describe pod
#查看Deployment的信息
kubectl describe deployment
#查看Pod内的容器打印的日志
kubectl logs -f
#在Pod中运行bash
kubectl exec -it pod-xxxxxx /bin/bash
#查看名称空间
kubectl get namespaces
#查看名称空间的概要信息
kubectl describe namespaces
#创建命名空间
kubectl create namespace
#删除命名空间
kubectl delete namespace
#切换命名空间
kubectl config use-context
#查看当前命名空间
kubectl config current-context
Kubernetes 故障排查
在Kubernetes中进行故障排除可能是一项艰巨的任务，从下至上解决问题：从Pod开始，然后通过Service和Ingress向上移动堆栈。可以参考下图：Deployment 故障排除图解。