【K8S系列】Kubernetes 资源对象的 YAML 文件示例及其详细介绍

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在 Kubernetes 中，YAML 文件用于定义各种资源对象的配置，包括 Pods、Deployments、Services 等。以下是一些常见 Kubernetes 资源对象的 YAML 文件示例及其详细介绍。

一、Pod

Pod 是 Kubernetes 中最基本的部署单位，通常包含一个或多个容器。

示例 YAML

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: my-podlabels:app: my-app
spec:containers:- name: my-containerimage: nginx:latestports:- containerPort: 80

解释

  • apiVersion: 定义资源的 API 版本。
  • kind: 资源类型，这里是 Pod。
  • metadata: 包含资源的元数据，如名称和标签。
  • spec: 资源的具体规格。
    • containers: 定义 Pod 中的容器列表。
      • name: 容器的名称。
      • image: 使用的容器镜像。
      • ports: 容器暴露的端口。

二、Deployment

Deployment 是用于管理 Pod 的高层抽象，支持版本控制和自动化更新。

示例 YAML

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: my-deployment
spec:replicas: 3selector:matchLabels:app: my-apptemplate:metadata:labels:app: my-appspec:containers:- name: my-containerimage: nginx:latestports:- containerPort: 80

解释

  • apiVersion: 这里是 apps/v1，表明使用的 API 版本。
  • kind: 资源类型，这里是 Deployment。
  • metadata: 资源的名称。
  • spec: 资源的具体规格。
    • replicas: Pod 的副本数量。
    • selector: 用于选择管理的 Pod。
    • template: Pod 的模板，定义了 Pod 的元数据和规范。

三、Service

Service 用于定义 Pod 的访问策略，提供负载均衡。

示例 YAML

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:name: my-service
spec:type: ClusterIPselector:app: my-appports:- protocol: TCPport: 80targetPort: 80

解释

  • apiVersion: 资源的 API 版本。
  • kind: 资源类型，这里是 Service。
  • metadata: 资源名称。
  • spec: 资源的具体规格。
    • type: Service 的类型（如 ClusterIP、NodePort、LoadBalancer）。
    • selector: 用于选择与 Service 关联的 Pod。
    • ports: 定义服务的端口映射。
      • protocol: 使用的协议。
      • port: Service 的端口。
      • targetPort: Pod 的端口。

四、ConfigMap

ConfigMap 用于存储非机密的配置信息。

示例 YAML

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:name: my-config
data:DATABASE_URL: "mysql://user:password@hostname:3306/dbname"APP_MODE: "production"

解释

  • apiVersion: 资源的 API 版本。
  • kind: 资源类型，这里是 ConfigMap。
  • metadata: 资源名称。
  • data: 存储的键值对数据。

五、Secret

Secret 用于存储敏感信息，如密码和令牌。

示例 YAML

apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:name: my-secret
type: Opaque
data:password: cGFzc3dvcmQ=  # base64 编码的密码

解释

  • apiVersion: 资源的 API 版本。
  • kind: 资源类型，这里是 Secret。
  • metadata: 资源名称。
  • type: Secret 的类型，Opaque 是默认值。
  • data: 存储的键值对数据，值需要进行 base64 编码。

六、Ingress

Ingress 管理外部 HTTP/S 访问到服务。

示例 YAML

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:name: my-ingress
spec:rules:- host: my-app.example.comhttp:paths:- path: /pathType: Prefixbackend:service:name: my-serviceport:number: 80

解释

  • apiVersion: 使用的 API 版本。
  • kind: 资源类型，这里是 Ingress。
  • metadata: 资源名称。
  • spec: 资源的具体规格。
    • rules: 定义访问规则。
      • host: 访问的域名。
      • http: HTTP 路由规则。
        • paths: 路由路径和后端服务的映射。

七、综合示例

1. ConfigMap

首先，我们定义一个 ConfigMap 来存储应用的配置信息。

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:name: app-config
data:DATABASE_URL: "mysql://user:password@hostname:3306/dbname"APP_MODE: "production"

2. Secret

然后，我们定义一个 Secret 来存储敏感信息，如数据库密码。

apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:name: db-secret
type: Opaque
data:password: cGFzc3dvcmQ=  # base64 编码的密码

3. Deployment

接下来，定义一个 Deployment 来管理应用的 Pod，使用 ConfigMap 和 Secret。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: my-applabels:app: my-app
spec:replicas: 3selector:matchLabels:app: my-apptemplate:metadata:labels:app: my-appspec:containers:- name: my-app-containerimage: my-app-image:latestports:- containerPort: 8080env:- name: DATABASE_URLvalueFrom:configMapKeyRef:name: app-configkey: DATABASE_URL- name: DB_PASSWORDvalueFrom:secretKeyRef:name: db-secretkey: password

4. Service

定义一个 Service，以便其他 Pod 和外部访问可以通过稳定的 IP 和 DNS 名称访问应用。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:name: my-app-service
spec:type: ClusterIPselector:app: my-appports:- protocol: TCPport: 80targetPort: 8080

5. Ingress

最后，定义一个 Ingress，以便将外部 HTTP 请求路由到 Service。

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:name: my-app-ingressannotations:nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
spec:rules:- host: my-app.example.comhttp:paths:- path: /pathType: Prefixbackend:service:name: my-app-serviceport:number: 80

解释

ConfigMap

  • ConfigMap 用于存储应用的配置信息。这里定义了数据库连接字符串和应用模式。

Secret

  • Secret 用于存储敏感信息。密码以 base64 编码的形式存储，以提供安全性。

Deployment

  • Deployment 定义了应用的 Pods。设置了副本数量为 3，以确保高可用性。
  • 使用 env 字段引用 ConfigMap 和 Secret 中的值。
    • DATABASE_URL 从 ConfigMap 中获取。
    • DB_PASSWORD 从 Secret 中获取。

Service

  • Service 将 Pods 暴露为一个网络服务，以便其他 Pods 或外部客户端可以通过服务名称访问应用。
  • Service 类型为 ClusterIP，表示只在集群内部可访问。

Ingress

  • Ingress 负责管理外部 HTTP/S 流量的路由。
  • 使用 rules 定义了基于主机名的路由规则。
  • 通过注解配置 NGINX Ingress 控制器的重写目标。

组合部署

将所有这些资源组合在一起后，您可以使用以下命令一次性创建它们（假设您将它们保存为 k8s-setup.yaml 文件）：

kubectl apply -f k8s-setup.yaml

当然可以！在 Kubernetes 中，您可以通过在 Deployment 中添加 livenessProbe 和 readinessProbe 来实现健康检查。此外，Kubernetes 默认会在 Pod 失败时自动重启容器，这是一种基本的自我修复机制。

八、 健康检查和自动重启机制完整 YAML 示例

以下是包含健康检查和自动重启机制的完整 YAML 示例：

apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:name: app-config
data:DATABASE_URL: "mysql://user:password@hostname:3306/dbname"APP_MODE: "production"
---
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:name: db-secret
type: Opaque
data:password: cGFzc3dvcmQ=  # base64 编码的密码
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: my-applabels:app: my-app
spec:replicas: 3selector:matchLabels:app: my-apptemplate:metadata:labels:app: my-appspec:containers:- name: my-app-containerimage: my-app-image:latestports:- containerPort: 8080env:- name: DATABASE_URLvalueFrom:configMapKeyRef:name: app-configkey: DATABASE_URL- name: DB_PASSWORDvalueFrom:secretKeyRef:name: db-secretkey: password# 添加健康检查livenessProbe:httpGet:path: /healthport: 8080initialDelaySeconds: 30periodSeconds: 10readinessProbe:httpGet:path: /readyport: 8080initialDelaySeconds: 15periodSeconds: 5
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:name: my-app-service
spec:type: ClusterIPselector:app: my-appports:- protocol: TCPport: 80targetPort: 8080
---
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:name: my-app-ingressannotations:nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
spec:rules:- host: my-app.example.comhttp:paths:- path: /pathType: Prefixbackend:service:name: my-app-serviceport:number: 80

解释

1. Liveness Probe
  • livenessProbe：用于检查容器是否仍在运行。如果健康检查失败，Kubernetes 会自动重启该容器。
    • httpGet：使用 HTTP GET 请求检查容器的 /health 路径。
    • initialDelaySeconds：在容器启动后等待 30 秒后开始执行检查。
    • periodSeconds：每 10 秒执行一次健康检查。
2. Readiness Probe
  • readinessProbe：用于检查容器是否准备好接收流量。如果检查失败，Kubernetes 将不向该 Pod 发送流量。
    • httpGet：使用 HTTP GET 请求检查容器的 /ready 路径。
    • initialDelaySeconds：在容器启动后等待 15 秒后开始执行检查。
    • periodSeconds：每 5 秒执行一次准备检查。

自动重启机制

Kubernetes 默认会在容器状态为 CrashLoopBackOff 或其他失败状态时自动重启容器，因此不需要额外配置。

通过添加 liveness 和 readiness probes，可以增强应用在 Kubernetes 中的可靠性，确保只有健康的 Pod 接收流量，并在出现问题时自动重启容器。这使得应用在生产环境中更具韧性和稳定性。

总结

Kubernetes 的 YAML 文件用于定义和配置集群中的各种资源对象。了解这些资源及其配置方式是有效管理 Kubernetes 集群的基础。通过这些示例，可以创建和管理 Pods、Deployments、Services、ConfigMaps、Secrets 和 Ingress 等资源，以便构建和维护应用。

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