理解 Kubernetes 对象

本页说明了 Kubernetes 对象在 Kubernetes API 中是如何表示的，以及如何在 .yaml 格式的文件中表示。

理解 Kubernetes 对象

在 Kubernetes 系统中，Kubernetes 对象 是持久化的实体。 Kubernetes 使用这些实体去表示整个集群的状态。特别地，它们描述了如下信息：

  • 哪些容器化应用在运行（以及在哪些节点上）
  • 可以被应用使用的资源
  • 关于应用运行时表现的策略，比如重启策略、升级策略，以及容错策略

Kubernetes 对象是 “目标性记录” —— 一旦创建对象，Kubernetes 系统将持续工作以确保对象存在。 通过创建对象，本质上是在告知 Kubernetes 系统，所需要的集群工作负载看起来是什么样子的， 这就是 Kubernetes 集群的 期望状态（Desired State）。

操作 Kubernetes 对象 —— 无论是创建、修改，或者删除 —— 需要使用 Kubernetes API。 比如，当使用 kubectl 命令行接口时，CLI 会执行必要的 Kubernetes API 调用， 也可以在程序中使用 客户端库直接调用 Kubernetes API。

对象规约（Spec）与状态（Status）

几乎每个 Kubernetes 对象包含两个嵌套的对象字段，它们负责管理对象的配置： 对象 spec（规约） 和 对象 status（状态） 。 对于具有 spec 的对象，你必须在创建对象时设置其内容，描述你希望对象所具有的特征： 期望状态（Desired State） 。

status 描述了对象的 当前状态（Current State），它是由 Kubernetes 系统和组件 设置并更新的。在任何时刻，Kubernetes 控制平面 都一直积极地管理着对象的实际状态，以使之与期望状态相匹配。

例如，Kubernetes 中的 Deployment 对象能够表示运行在集群中的应用。 当创建 Deployment 时，可能需要设置 Deployment 的 spec，以指定该应用需要有 3 个副本运行。 Kubernetes 系统读取 Deployment 规约，并启动我们所期望的应用的 3 个实例 —— 更新状态以与规约相匹配。 如果这些实例中有的失败了（一种状态变更），Kubernetes 系统通过执行修正操作 来响应规约和状态间的不一致 —— 在这里意味着它会启动一个新的实例来替换。

关于对象 spec、status 和 metadata 的更多信息，可参阅 Kubernetes API 约定。

描述 Kubernetes 对象

创建 Kubernetes 对象时，必须提供对象的规约，用来描述该对象的期望状态， 以及关于对象的一些基本信息（例如名称）。 当使用 Kubernetes API 创建对象时（或者直接创建，或者基于kubectl）， API 请求必须在请求体中包含 JSON 格式的信息。 大多数情况下，需要在 .yaml 文件中为 kubectl 提供这些信息。 kubectl 在发起 API 请求时，将这些信息转换成 JSON 格式。

这里有一个 .yaml 示例文件，展示了 Kubernetes Deployment 的必需字段和对象规约：

application/deployment.yaml 理解 Kubernetes 对象 - 图1

  1. apiVersion: apps/v1 # for versions before 1.9.0 use apps/v1beta2
  2. kind: Deployment
  3. metadata:
  4.   name: nginx-deployment
  5. spec:
  6.   selector:
  7.     matchLabels:
  8.       app: nginx
  9.   replicas: 2 # tells deployment to run 2 pods matching the template
  10.   template:
  11.     metadata:
  12.       labels:
  13.         app: nginx
  14.     spec:
  15.       containers:
  16.       - name: nginx
  17.         image: nginx:1.14.2
  18.         ports:
  19.         - containerPort: 80

使用类似于上面的 .yaml 文件来创建 Deployment的一种方式是使用 kubectl 命令行接口（CLI）中的 kubectl apply 命令， 将 .yaml 文件作为参数。下面是一个示例：

  1. kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/deployment.yaml --record

输出类似如下这样：

  1. deployment.apps/nginx-deployment created

必需字段

在想要创建的 Kubernetes 对象对应的 .yaml 文件中，需要配置如下的字段：

  • apiVersion - 创建该对象所使用的 Kubernetes API 的版本
  • kind - 想要创建的对象的类别
  • metadata - 帮助唯一性标识对象的一些数据，包括一个 name 字符串、UID 和可选的 namespace

你也需要提供对象的 spec 字段。 对象 spec 的精确格式对每个 Kubernetes 对象来说是不同的，包含了特定于该对象的嵌套字段。 Kubernetes API 参考 能够帮助我们找到任何我们想创建的对象的 spec 格式。 例如，可以从 core/v1 PodSpec 查看 Pod 的 spec 格式， 并且可以从 apps/v1 DeploymentSpec 查看 Deployment 的 spec 格式。

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