【Kubernetes】集群啟動nginx，觀察端口映射，work節點使用kubectl配置

參考b站叩丁狼總結：完整版Kubernetes（K8S）全套入門+微服務實戰項目，帶你一站式深入掌握K8S核心能力

在master節點執行

kubectl create deployment nginx --image=nginxkubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort

1. kubectl create deployment nginx --image=nginx

命令解析
kubectl create deployment nginx --image=nginx
  • kubectl：Kubernetes 的命令行工具，用于管理 Kubernetes 集群。
  • create：創建一個新的資源。
  • deployment：指定要創建的資源類型為 Deployment。Deployment 是 Kubernetes 中的一種控制器，用于管理無狀態應用的 Pod 的生命周期，確保指定數量的 Pod 始終處于運行狀態。
  • nginx：這是 Deployment 的名稱，你可以根據需要自定義。
  • --image=nginx：指定 Pod 中容器使用的鏡像。這里使用的是官方的 nginx 鏡像。
具體行為

  1. 創建一個 Deployment：

    • Kubernetes 會創建一個名為 nginx 的 Deployment。
    • 這個 Deployment 會啟動一個 Pod，該 Pod 中運行一個容器，使用 nginx 鏡像。
    • 默認情況下，Deployment 會確保始終有一個 Pod 在運行。

  2. Pod 的配置：

    • Pod 的名稱會自動生成，類似于 nginx-<隨機字符串>。
    • Pod 中的容器會監聽默認的 nginx 端口（通常是 80）。

  3. 結果：

    • 你可以通過以下命令查看創建的 Deployment 和 Pod：
      kubectl get deployment
kubectl get pods

2. kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort

命令解析
kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort
  • kubectl：Kubernetes 的命令行工具。
  • expose：將現有的資源（如 Deployment 或 Pod）暴露為一個服務。
  • deployment nginx：指定要暴露的資源是名為 nginx 的 Deployment。
  • --port=80：指定 Pod 內部容器監聽的端口。這里指定為 80，因為 nginx 容器默認監聽 80 端口。
  • --type=NodePort：指定服務的類型為 NodePort。NodePort 類型的服務會在集群的每個節點上開放一個端口（通常是高端口，如 30000-32767），并將請求轉發到 Pod 的指定端口。
具體行為

  1. 創建一個 Service：

    • Kubernetes 會創建一個名為 nginx 的 Service，類型為 NodePort。
    • 這個 Service 會將集群中某個節點的某個端口（NodePort）映射到 Pod 的 80 端口。

  2. 端口映射：

    • Kubernetes 會自動分配一個 NodePort（通常是 30000-32767 范圍內的端口）。
    • 你可以通過以下命令查看分配的 NodePort：
      kubectl get service nginx
    • 輸出示例：
      NAME      TYPE       CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
nginx     NodePort   10.106.223.10   <none>        80:31570/TCP   11m
      在這個例子中，NodePort 被分配為 31570。

  3. 訪問服務：

    • 你可以通過集群中任何一個節點的 IP 地址加上 NodePort 來訪問服務。例如：
      curl <節點IP>:31570
    • Kubernetes 的網絡代理（如 kube-proxy）會捕獲這個請求，并將其轉發到某個運行 nginx 的 Pod 的 80 端口。

總結

  1. kubectl create deployment nginx --image=nginx：

    • 創建一個名為 nginx 的 Deployment，啟動一個 Pod，Pod 中運行一個使用 nginx 鏡像的容器。

  2. kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort：

    • 將 nginx Deployment 暴露為一個 NodePort 類型的服務。
    • 創建一個 Service，將集群中某個節點的某個端口（NodePort）映射到 Pod 的 80 端口。
    • 你可以通過集群中任何一個節點的 IP 地址加上 NodePort 來訪問服務。

驗證

可以通過以下命令驗證整個過程：

  1. 查看 Deployment 和 Pod：

    kubectl get deployment
kubectl get pods

  2. 查看 Service：

    kubectl get service nginx

  3. 訪問服務：

    curl <節點IP>:<NodePort>
  • 可以通過kubectl get svc,pod觀察nginx狀態：
chenaws@k8smaster:~$ kubectl get svc,pod
NAME                  TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
service/kubernetes    ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP        15d
service/myhello-svc   NodePort    10.110.50.145   <none>        80:30000/TCP   15d
service/nginx         NodePort    10.106.223.10   <none>        80:31570/TCP   49mNAME                        READY   STATUS    RESTARTS      AGE
pod/myhello-rc-5j2l5        1/1     Running   5 (72m ago)   15d
pod/myhello-rc-989q7        1/1     Running   5 (72m ago)   15d
pod/myhello-rc-bc8pz        1/1     Running   5 (72m ago)   15d
pod/myhello-rc-cv58k        1/1     Running   5 (72m ago)   15d
pod/myhello-rc-r8lgx        1/1     Running   5 (72m ago)   15d
pod/nginx-8f458dc5b-vt2sd   1/1     Running   0             50m
chenaws@k8smaster:~$

實際使用時如果發現nginx節點服務遲遲沒有running，可以通過describe觀察pod狀態

  • 使用：kubectl describe pod nginx-8f458dc5b-vt2sd
    在這里插入圖片描述
    主要查看Events是否有報錯，如果卡在pulling，可以嘗試到對應節點重新docker pull nginx

  • 如何查看pod被分配到哪個節點？
    在這里插入圖片描述

后續可以在集群任意節點訪問集群內任意節點ip的31570端口來訪問133這個節點的nginx服務

為什么是31570端口？

在這里插入圖片描述
在這里插入圖片描述

1. 端口映射關系

在 Kubernetes 中，NodePort 類型的服務會將集群中的某個端口（通常是高端口，如 30000-32767）映射到 Pod 的內部端口。具體來說：

  • nginx 服務：
    • ClusterIP：10.106.223.10（僅在集群內部可訪問）
    • NodePort：31570（在集群的每個節點上都可以通過這個端口訪問服務）
    • 目標端口：80（Pod 內部的 Nginx 服務監聽的端口）

這意味著，無論你訪問集群中哪個節點的 31570 端口，Kubernetes 都會將請求轉發到某個運行 Nginx 的 Pod 的 80 端口。

2. 為什么可以訪問三個 IP 地址

我的 Kubernetes 集群有三個節點（192.168.132.131、192.168.132.132、192.168.132.133）。因為 nginx 服務的類型是 NodePort，所以可以通過任何一個節點的 31570 端口訪問 Nginx 服務。

3. 訪問這個端口時發生了什么

當通過 curl 192.168.132.131:31570 發起請求時：

  1. 請求到達節點：請求發送到集群中的一個節點（比如 192.168.132.131）的 31570 端口。
  2. Kubernetes 服務代理：Kubernetes 的網絡代理（如 kube-proxy）會捕獲這個請求，并根據服務的定義（nginx 服務）將請求轉發到192.168.132.133這個運行 Nginx 的 Pod。
  3. Pod 處理請求：請求被轉發到 Nginx Pod 的 80 端口，由 Nginx 服務器處理。
  4. 返回響應：Nginx 服務器處理完請求后，將響應返回給 kube-proxy，kube-proxy 再將響應返回給客戶端。

4. 驗證和總結

  • 端口映射：31570 端口是 Kubernetes 為 nginx 服務分配的外部訪問端口，它會將請求轉發到 Pod 的 80 端口。
  • 多節點訪問：因為 NodePort 服務在集群的每個節點上都暴露了相同的端口，所以你可以通過任何一個節點的 IP 地址加上 31570 端口來訪問服務。
  • 負載均衡：Kubernetes 會自動選擇一個運行 Nginx 的 Pod 來處理請求，實現了簡單的負載均衡。

如何實現work節點使用kubectl

  • 剛配置完k8s時，如果在work節點執行，會報錯
    在這里插入圖片描述
  • 我們可以通過執行以下命令實現work使用kubectl
# 1.將master節點中/etc/kubernetes/admin.conf拷貝到要運行的work節點服務器，/etc/kubernetes目錄中，使用：
# 注意 chenaws是要拷貝的機器的用戶名，@后是主機名
scp /etc/kubernetes/admin.conf chenaws@k8snode2:/etc/kubernetes# 2.在對應拷貝到的服務器上配置環境變量：
echo "export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf" >> ~/.bash_profile
source ~/.bash_profile

  • 使用scp /etc/kubernetes/admin.conf chenaws@k8snode2:/etc/kubernetes傳輸時，要求要在root模式，

  • 也可以用下面這條可以傳到不受限制的用戶目錄

  • sudo scp /etc/kubernetes/admin.conf chenaws@k8snode2:~

  • 當然后續也要把這個文件移到work的/etc/kubernetes/下

  • sudo mv ~/admin.conf /etc/kubernetes/
    在這里插入圖片描述
    出現這個直接yes
    在這里插入圖片描述

  • 然后繼續配置環境變量即可
    在這里插入圖片描述

  • 成功！

為什么需要拷貝 admin.conf？
  • 默認情況下，work節點使用kubectl 會查找 ~/.kube/config 文件作為配置文件。
  • 我們可以通過比較一開始的 master 節點和 worker 節點的 ~/.kube/config文件配置來找到答案：
    在這里插入圖片描述
    在這里插入圖片描述
  • 可以看到，worker節點根本就沒有指明配置，所以使用不了 kubectl，那么我們的解決方案就是把master的配置直接復制到work上去
為什么需要配置環境變量？
  • 如果你將 admin.conf 拷貝到了 /etc/kubernetes 目錄下，需要通過設置環境變量 KUBECONFIG 來告訴 kubectl 使用這個新的配置文件路徑。
  • 配置環境變量后，kubectl 就可以正確加載 admin.conf 文件，從而訪問 Kubernetes 集群。
為什么不用 cp？
  • cp 是本地拷貝命令，只能在同一臺主機上使用。
  • scp 是跨主機拷貝命令，用于在不同主機之間傳輸文件。因為 admin.conf 文件在 master 節點上，而你需要將它拷貝到工作節點上，所以必須使用 scp。
命令解析
scp /etc/kubernetes/admin.conf root@k8snode2:/etc/kubernetes
  • scp：這是一個安全拷貝命令，用于在不同主機之間拷貝文件。它基于 SSH 協議，因此傳輸過程是加密的。
  • /etc/kubernetes/admin.conf：這是 Kubernetes 集群的管理員配置文件，包含了訪問集群所需的認證信息（如證書、令牌等）。
  • root@k8snode2：目標主機的用戶名和主機名。這里假設目標主機的用戶名是 root，主機名是 k8snode2。
  • /etc/kubernetes：目標路徑，將文件拷貝到目標主機的 /etc/kubernetes 目錄下。
命令解析
echo "export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf" >> ~/.bash_profile
source ~/.bash_profile
  • echo：用于輸出字符串。
  • export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf：設置環境變量 KUBECONFIG，指定 kubectl 使用的配置文件路徑。
  • >> ~/.bash_profile：將輸出追加到 ~/.bash_profile 文件中。~/.bash_profile 是用戶登錄時加載的配置文件之一，用于設置環境變量。
  • source ~/.bash_profile：重新加載 ~/.bash_profile 文件，使剛剛設置的環境變量生效。

總結

  1. 拷貝 admin.conf：

    • 使用 scp 將 admin.conf 從 master 節點拷貝到工作節點的 /etc/kubernetes 目錄。
    • 這樣可以讓工作節點上的 kubectl 使用這個配置文件訪問集群。

  2. 配置環境變量：

    • 設置 KUBECONFIG 環境變量，指定 kubectl 使用的配置文件路徑。
    • 通過 source ~/.bash_profile 使環境變量生效。

https://github.com/0voice

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