2.3 kubectl 使用基础与示例

Kubernetes API 是管理其各种资源对象的唯一入口，它提供了一个 RESTful 风格的 CRUD(Create、Read、Update 和 Delete)接口用于查询和修改集群状态，并将结果存储于集群状态存储系统 etcd 中。事实上，API Server 也是用于更新 etcd 中资源对象状态的唯一途径，Kubernetes 的其他所有组件和客户端都要通过它来完成查询或修改操作，如图 2-9 所示。从这个角度来讲，他们都算得上是 API Server 的客户端。

任何 RESTful 风格 API 中的核心概念都是“资源”（resource），它是具有类型、关联数据、同其他资源的关系以及可对其执行的一组操作方法的对象，它与对象式编程语言中的对象实例类似，两者之间的重要区别在于 RESTful API 仅为资源定义了少量的标准方法（对应与标准 HTTP 的 GET、POST、PUT 和 DELETE 方法），而编程语言中的对象实例通常有很多方法。另外，资源可以根据其特性分组，每个组是同一类型资源的集合，它仅包含一种类型的资源，并且各资源间不存在顺序的概念，集合本身也是资源。对应于 Kubernetes 中，Pod、Deployment 和 Service 等都是所谓的资源类型，它们由相应类型的对象集合而成。

API Server 通过认证（Authentication）、授权（Authorization）和准入控制（Admission Control）等来管理对资源的访问请求，因此，来自于任何客户端（如 kubectl、kubelet、kube-proxy 等）的访问请求都必须事先完成认证之后方可进行后面的其他操作。API Server 支持多种认证方式，客户端可以使用命令行选项或专用的配置文件（称为 kubeconfig）提供认证信息。相关的内容将在后面的章节中给予详细说明。

kubectl 的核心功能在于通过 API Server 操作 Kubernetes 的各种资源对象，它支持三种操作方式，其中直接命令式（Imperative commands）的使用最为简单，是了解 Kubernetes 集群管理的一种有效途径。

kubectl 命令常用操作示例

为了方便读者快速适应 kubectl 的命令操作，这里给出几个使用示例用于说明其基本使用方法。

  1. 创建资源对象

    直接通过 kubectl 命令及相关的选项创建资源对象的方式即为直接命令式操作，例如下面的命令分别创建了名为 nginx-deploy 的 Deployment 控制器资源对象，以及名为 nginx-svc 的 Service 资源对象：

     **[terminal]
 **[delimiter $ ]**[command kubectl run nginx-deploy --image=nginx:1.12 --replicas=2]
 **[delimiter $ ]**[command kubectl expose deployment/nginx --name=nginx-svc --port=80]

    用户也可以根据资源清单创建资源对象，即命令式对象配置文件，例如，假设存在定义了 Deployment 对象的 nginx-deploy.yaml 文件，和定义了 Service 对象的 nginx-svc.yaml 文件，使用 kubectl create 命令即可进行基于命令式对象配置文件的创建操作：

     **[terminal]
 **[delimiter  $ ]**[command kubectl create -f nginx-deploy.yaml -f nginx-svc.yaml]

    甚至还可以将创建交由 kubectl 自行确定，用户只要声明期望的状态，这种方式称为声明式对象配置。例如，假设存在定义了 Deployment 对象的 nginx-deploy.yaml 文件，以及定义了 Service 对象的 nginx-svc.yaml 文件，那么使用 kubectl apply 命令即可实现声明式配置：

     **[terminal]
 **[delimiter  $ ]**[command kubectl apply -f nginx-deploy.yaml -f nginx-svc.yaml]

    本章后面的章节主要使用第一种资源管理方式，第二种和第三种方式将在后面的章节中展开讲述。

  2. 查看资源对象

    运行着实际负载的 Kubernetes 系统上通常会存在多种资源对象，用户可分类列出感兴趣的资源对象及其相关的状态信息，“kubectl get” 正是用于完成此类功能的命令。例如，列出系统上所有的 Namespace 资源对象，命令如下：

     **[terminal]
 **[delimiter  $ ]**[command kubectl get namespace]

    用户也可一次查看多个资源类别下的资源对象，例如，列出默认名称空间内的所有 Pod 和 Service 对象，并输出额外信息，可以使用如下形式的 kubectl get 命令：

     **[terminal]
 **[delimiter  $ ]**[command kubectl get pods,services -o wide]

    Kubernetes 系统的大部分资源都隶属于某个 Namespace 对象，缺省的名称空间为 default，若需要获取指定 Namespace 对象中的资源对象的信息，则需要使用 -n 或 --namespace 指明其名称。例如，列出 kube-namespace 名称空间中拥有 k8s-app 标签名称的所有 Pod 对象：

     **[terminal]
 **[delimiter $ ]**[command kubectl get pods -l k8s-app -n kube-system]

  3. 打印资源对象的详细信息

    每个资源对象都包含着用户期望的状态（Spec）和现有的实际状态（Status）两种状态信息，“kubectl get -o {yaml|json}” 或 “kubectl describe” 命令都能够打印出指定资源对象的详细描述信息。例如，查看 kube-system 名称空间中拥有标签 component=kube-apiserver 的 Pod 对象的资源配置清单（期望的状态）及当前的状态信息，并输出为 yaml 格式，命令如下：

     **[terminal]
 **[delimiter $ ]**[command kubectl get pods -l component=kube-apiserver -o yaml -n kube-system]

    而 “kubectl describe” 命令还能显示与当前对象相关的其他资源对象，如 Event 或 Controller 等。例如，查看 kube-system 名称空间中拥有标签 component=kube-apiserver 的 Pod 对象的详细描述信息，可以使用下面的命令：

     **[terminal]
 **[delimiter $ ]**[command kubectl describe pods -l component=kube-apiserver -n kube-system]

    这两个命令都支持以 “TYPE NAME” 或 “TYPE/NAME” 的格式指定具体的资源对象，如 “pods kube-apiserver-master.renkeju.com” 或 “pods/kube-apiserver-master.renkeju.com”，以了解特定资源对象的详细属性信息及状态信息。

  4. 打印容器中的日志信息

    通常一个容器中仅会运行一个进程（及其子进程），此进程作为 PID 为 1 的进程接收并处理管理信息，同时将日志直接输出至终端中，而无须再像传统的多进程系统环境那样将日志保存于文件中，因此容器日志信息的获取一般要到其控制上进行。“kubelet logs” 命令可打印 Pod 对象内指定容器的日志信息，命令格式为 “kubectl logs [-f] [-p] (POD|TYPE/NAME) [-c CONTAINER] [options]”，若 Pod 对象内仅有一个容器，则 -c 选型及容器名为可选。例如，查看名称空间 kube-system 中仅有一个容器的 Pod 对象 kube-apiserver-master.renkeju.com 的日志：

     **[terminal]
 **[delimiter $ ]**[command kubectl logs kube-apiserver-master.renkeju.com -n kube-system]

    为上面的命令添加 “-f” 选项，还能用于持续监控指定容器中的日志输出，其行为类似于使用了 -f 选项的 tail 命令。

  5. 在容器中执行命令

    容器的隔离属性使得对其内部信息的获取变得不再直观，这一点在用户需要了解容器内进程的运行特性、文件系统上的文件及路径分布等信息时，需要穿透其隔离边界进行。”kubectl exec“ 命令便是用于在指定的容器内运行其他应用程序的命令，例如，在 kube-system 名称空间中的 Pod 对象 kube-apiserver-masster.renkeju.com 上的唯一容器中运行 ps 命令：

     **[terminal]
 **[delimiter $ ]**[command kubectl exec kube-apiserver-master.renkeju.com -n kube-system -- ls -l]

    注意，若 Pod 对象中存在多个容器，则需要以 -c 选项指定容器后再运行。

  6. 删除资源对象

    使命已经完成或存在错误的资源对象可使用 “kubectl delete” 命令予以删除，不过，对于受控于控制器的对象来说，删除之后其控制器可能会重建出类似的对象，例如，Deployment 控制器下的 Pod 对象在被删除时就会被重建。例如，删除默认名称空间中名为 nginx-svc 的 Service 资源对象：

     **[terminal]
 **[delimiter $ ]**[command kubectl delete services nginx-svc]

    下面的命令可用于删除 kube-system 名称空间中拥有的标签“k8s-app=kube-proxy”的所有 Pod 对象：

     **[terminal]
 **[delimiter $ ]**[command kubectl delete pods -l app=monitor -n kube-system]

    若要删除指定名称空间中的所有的某类对象，可以使用“kubectl delete TYPE --all -n NS”命令，例如，删除 kube-public名称空间中的所有 Pod 对象：

     **[terminal]
 **[delimiter $ ]**[command kubectl delete pods --all -n kube-public]

    另外，有些资源类型（如 Pod），支持优雅删除机制，它们有着默认的删除宽限期，不过，用户可以在命令中使用--grace-period选项或--now选项来覆盖默认的宽限期。

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