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教學

本節收錄了 Kubernetes 的教學。 教學示範了如何完成一個比單一任務更大的目標。 通常一個教學會有幾個小節，每個小節都有一系列的步驟。 在閱讀每個教學之前，建議您將詞彙表頁面加入書籤，以便日後參考。

基礎

設定

撰寫 Pod

無狀態應用程式

有狀態應用程式

服務

安全性

叢集管理

接下來

如果您想撰寫教學，請參閱 內容頁面類型 以取得有關教學頁面類型的資訊。

1 - Hello Minikube

本教學示範如何使用 minikube 在 Kubernetes 上執行一個範例應用程式。 教學提供了一個使用 NGINX 回應所有請求的容器映像檔。

學習目標

  • 將範例應用程式部署到 minikube。
  • 執行應用程式。
  • 查看應用程式日誌。

開始之前

本教學假設您已完成 minikube 的設定。 請參閱 minikube start 中的步驟 1 以取得安裝說明。

說明：

請只執行步驟 1：安裝中的指令，其餘部分將在本頁說明。

您還需要安裝 kubectl。 請參閱安裝工具以取得安裝說明。

建立 minikube 叢集

minikube start

確認 minikube 叢集狀態

確認 minikube 叢集的狀態，以確保所有元件都處於執行狀態。

minikube status

上述指令的輸出應顯示所有元件為 Running 或 Configured，如以下範例輸出所示：

minikube
type: Control Plane
host: Running
kubelet: Running
apiserver: Running
kubeconfig: Configured

開啟 Dashboard

開啟 Kubernetes Dashboard，您可以透過以下兩種方式進行：

開啟一個新的終端機，並執行：

# Start a new terminal, and leave this running.
# 開啟新終端機，讓此指令持續執行。
minikube dashboard

接著，切換回您執行 minikube start 的終端機。

說明：

若您不想讓 minikube 自動開啟網頁瀏覽器，請使用 --url 旗標執行 dashboard 子指令。 minikube 會輸出一個 URL，您可以在偏好的瀏覽器中開啟。

開啟一個新的終端機，並執行：

# Start a new terminal, and leave this running.
# 開啟新終端機，讓此指令持續執行。
minikube dashboard --url

接著，您可以使用此 URL 並切換回您執行 minikube start 的終端機。

建立 Deployment

Kubernetes Pod 是由一個或多個容器組成的群組， 以便集中管理並共用網路資源。本教學中的 Pod 只有一個容器。Kubernetes Deployment 會檢查 Pod 的健康狀態， 並在 Pod 的容器終止時將其重新啟動。建議使用 Deployment 來管理 Pod 的建立和擴展。

  1. 使用 kubectl create 指令建立一個管理 Pod 的 Deployment。 Pod 會根據提供的 Docker 映像檔執行容器。

    # Run a test container image that includes a webserver
kubectl create deployment hello-node --image=registry.k8s.io/e2e-test-images/agnhost:2.53 -- /agnhost netexec --http-port=8080

  1. 查看 Deployment：

    kubectl get deployments

    輸出類似如下：

    NAME         READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
hello-node   1/1     1            1           1m

    （Pod 可能需要一些時間才能就緒。若看到「0/1」，請稍候幾秒後再試。）

  1. 查看 Pod：

    kubectl get pods

    輸出類似如下：

    NAME                          READY     STATUS    RESTARTS   AGE
hello-node-5f76cf6ccf-br9b5   1/1       Running   0          1m

  1. 查看叢集事件：

    kubectl get events

  1. 查看 kubectl 設定：

    kubectl config view

  1. 查看 Pod 中容器的應用程式日誌（請將 Pod 名稱替換為您從 kubectl get pods 取得的名稱）。

    說明：

    請將 kubectl logs 指令中的 hello-node-5f76cf6ccf-br9b5 替換為 kubectl get pods 輸出中的 Pod 名稱。

    kubectl logs hello-node-5f76cf6ccf-br9b5

    輸出類似如下：

    I0911 09:19:26.677397       1 log.go:195] Started HTTP server on port 8080
I0911 09:19:26.677586       1 log.go:195] Started UDP server on port  8081

說明：

有關 kubectl 指令的更多資訊，請參閱 kubectl 概述。

建立 Service

預設情況下，Pod 只能透過其在 Kubernetes 叢集內的內部 IP 位址存取。 若要讓 hello-node 容器可從 Kubernetes 虛擬網路外部存取， 您必須將 Pod 公開為 Kubernetes Service。

警告：

agnhost 容器有一個 /shell 端點，這對於除錯很有用，但若暴露於公開網際網路上則相當危險。 請勿在對外公開的叢集或正式環境叢集上執行此指令。

  1. 使用 kubectl expose 指令將 Pod 對外公開：

    kubectl expose deployment hello-node --type=LoadBalancer --port=8080

    `--type=LoadBalancer` 旗標表示您希望將 Service 公開至叢集外部。

    測試映像檔中的應用程式碼只監聽 TCP 通訊埠 8080。若您使用 kubectl expose 公開不同的通訊埠，用戶端將無法連線到該通訊埠。

  1. 查看您建立的 Service：

    kubectl get services

    輸出類似如下：

    NAME         TYPE           CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE
hello-node   LoadBalancer   10.108.144.78   <pending>     8080:30369/TCP   21s
kubernetes   ClusterIP      10.96.0.1       <none>        443/TCP          23m

    在支援負載平衡器的雲端供應商上，系統會分配一個外部 IP 位址來存取 Service。

    在 minikube 上，LoadBalancer 類型讓您可透過 minikube service 指令存取 Service。

  1. 執行以下指令：

    minikube service hello-node

    這會開啟一個瀏覽器視窗，顯示您的應用程式及其回應。

啟用附加元件

minikube 工具內建了一組 附加元件，可在本機 Kubernetes 環境中啟用、停用，或在瀏覽器中開啟。

  1. 列出目前支援的附加元件：

    minikube addons list

    輸出類似如下：

    addon-manager: enabled
dashboard: enabled
default-storageclass: enabled
efk: disabled
freshpod: disabled
gvisor: disabled
helm-tiller: disabled
ingress: disabled
ingress-dns: disabled
logviewer: disabled
metrics-server: disabled
nvidia-driver-installer: disabled
nvidia-gpu-device-plugin: disabled
registry: disabled
registry-creds: disabled
storage-provisioner: enabled
storage-provisioner-gluster: disabled

  1. 啟用附加元件，例如 metrics-server：

    minikube addons enable metrics-server

    輸出類似如下：

    The 'metrics-server' addon is enabled

  1. 查看安裝該附加元件後建立的 Pod 和 Service：

    kubectl get pod,svc -n kube-system

    輸出類似如下：

    NAME                                        READY     STATUS    RESTARTS   AGE
pod/coredns-5644d7b6d9-mh9ll                1/1       Running   0          34m
pod/coredns-5644d7b6d9-pqd2t                1/1       Running   0          34m
pod/metrics-server-67fb648c5                1/1       Running   0          26s
pod/etcd-minikube                           1/1       Running   0          34m
pod/influxdb-grafana-b29w8                  2/2       Running   0          26s
pod/kube-addon-manager-minikube             1/1       Running   0          34m
pod/kube-apiserver-minikube                 1/1       Running   0          34m
pod/kube-controller-manager-minikube        1/1       Running   0          34m
pod/kube-proxy-rnlps                        1/1       Running   0          34m
pod/kube-scheduler-minikube                 1/1       Running   0          34m
pod/storage-provisioner                     1/1       Running   0          34m

NAME                           TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)             AGE
service/metrics-server         ClusterIP   10.96.241.45    <none>        80/TCP              26s
service/kube-dns               ClusterIP   10.96.0.10      <none>        53/UDP,53/TCP       34m
service/monitoring-grafana     NodePort    10.99.24.54     <none>        80:30002/TCP        26s
service/monitoring-influxdb    ClusterIP   10.111.169.94   <none>        8083/TCP,8086/TCP   26s

  1. 查看 metrics-server 的輸出：

    kubectl top pods

    輸出類似如下：

    NAME                         CPU(cores)   MEMORY(bytes)
hello-node-ccf4b9788-4jn97   1m           6Mi

    若您看到以下訊息，請等待後再試：

    error: Metrics API not available

  1. 停用 metrics-server：

    minikube addons disable metrics-server

    輸出類似如下：

    metrics-server was successfully disabled

清理

現在您可以清理在叢集中建立的資源：

kubectl delete service hello-node
kubectl delete deployment hello-node

停止 Minikube 叢集：

minikube stop

選擇性地刪除 Minikube 虛擬機器：

# Optional
minikube delete

若您想再次使用 minikube 來學習更多 Kubernetes 知識，則不需要刪除它。

結論

本頁說明了啟動並執行 minikube 叢集的基本步驟，您現在已準備好部署應用程式。

接下來

2 - 配置

2.1 - 使用 ConfigMap 設定 Redis

本頁提供了一個實際範例，說明如何使用 ConfigMap 設定 Redis，並延伸自設定 Pod 以使用 ConfigMap 任務。

學習目標

  • 建立一個包含 Redis 設定值的 ConfigMap
  • 建立一個掛載並使用該 ConfigMap 的 Redis Pod
  • 驗證設定是否正確套用。

開始之前

您需要有一個 Kubernetes 叢集，且必須設定 kubectl 命令列工具使其能與叢集通訊。 建議在至少有兩個未擔任控制平面主機之節點的叢集上執行本教學。 如果您還沒有叢集，可以使用 Minikube 建立一個， 或使用以下其中一個 Kubernetes 練習環境：

若要確認版本，請輸入 kubectl version.

實際範例：使用 ConfigMap 設定 Redis

請按照以下步驟，使用 ConfigMap 中的資料設定 Redis 快取。

首先，建立一個設定區塊為空的 ConfigMap：

cat <<EOF >./example-redis-config.yaml
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: example-redis-config
data:
  redis-config: ""
EOF

套用上述建立的 ConfigMap，以及 Redis Pod 的設定檔：

kubectl apply -f example-redis-config.yaml
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/website/main/content/en/examples/pods/config/redis-pod.yaml

查看 Redis Pod 設定檔的內容，並注意以下事項：

  • spec.volumes[1] 建立了一個名為 config 的卷
  • spec.volumes[1].configMap.items[0] 下的 key 與 path，將 example-redis-config ConfigMap 中的 redis-config 鍵，以名為 redis.conf 的檔案形式呈現在 config 卷中
  • spec.containers[0].volumeMounts[1] 接著將 config 卷掛載至 /redis-master

結果會將 example-redis-config ConfigMap 中 data.redis-config 的資料，以 /redis-master/redis.conf 的形式於 Pod 內呈現。

pods/config/redis-pod.yaml 
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: redis
spec:
  containers:
  - name: redis
    image: redis:8.0.2
    command:
      - redis-server
      - "/redis-master/redis.conf"
    env:
    - name: MASTER
      value: "true"
    ports:
    - containerPort: 6379
    resources:
      limits:
        cpu: "0.1"
    volumeMounts:
    - mountPath: /redis-master-data
      name: data
    - mountPath: /redis-master
      name: config
  volumes:
    - name: data
      emptyDir: {}
    - name: config
      configMap:
        name: example-redis-config
        items:
        - key: redis-config
          path: redis.conf

查看已建立的物件：

kubectl get pod/redis configmap/example-redis-config

您應該會看到以下輸出：

NAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/redis   1/1     Running   0          8s

NAME                             DATA   AGE
configmap/example-redis-config   1      14s

回想一下，我們先前將 example-redis-config ConfigMap 中的 redis-config 鍵留白：

kubectl describe configmap/example-redis-config

您應該會看到空的 redis-config 鍵：

Name:         example-redis-config
Namespace:    default
Labels:       <none>
Annotations:  <none>

Data
====
redis-config:

使用 kubectl exec 進入 Pod，並執行 redis-cli 工具以確認目前的設定：

kubectl exec -it pod/redis -- redis-cli

確認 maxmemory：

127.0.0.1:6379> CONFIG GET maxmemory

應顯示預設值 0：

1) "maxmemory"
2) "0"

同樣地，確認 maxmemory-policy：

127.0.0.1:6379> CONFIG GET maxmemory-policy

也應回傳其預設值 noeviction：

1) "maxmemory-policy"
2) "noeviction"

現在，讓我們在 example-redis-config ConfigMap 中新增一些設定值：

pods/config/example-redis-config.yaml 
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: example-redis-config
data:
  redis-config: |
    maxmemory 2mb
    maxmemory-policy allkeys-lru

套用更新後的 ConfigMap：

kubectl apply -f example-redis-config.yaml

確認 ConfigMap 已更新：

kubectl describe configmap/example-redis-config

您應該會看到剛才新增的設定值：

Name:         example-redis-config
Namespace:    default
Labels:       <none>
Annotations:  <none>

Data
====
redis-config:
----
maxmemory 2mb
maxmemory-policy allkeys-lru

再次透過 kubectl exec 使用 redis-cli 確認 Redis Pod 是否已套用設定：

kubectl exec -it pod/redis -- redis-cli

確認 maxmemory：

127.0.0.1:6379> CONFIG GET maxmemory

它仍為在預設值 0：

1) "maxmemory"
2) "0"

同樣地，maxmemory-policy 仍維持 noeviction 的預設設定：

127.0.0.1:6379> CONFIG GET maxmemory-policy

回傳：

1) "maxmemory-policy"
2) "noeviction"

設定值沒有改變是因為 Pod 需要重新啟動才能取得相關 ConfigMap 更新後的值。讓我們刪除 Pod 並重新建立：

kubectl delete pod redis
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/website/main/content/en/examples/pods/config/redis-pod.yaml

最後再次確認設定值：

kubectl exec -it pod/redis -- redis-cli

確認 maxmemory：

127.0.0.1:6379> CONFIG GET maxmemory

現在應回傳更新後的值 2097152：

1) "maxmemory"
2) "2097152"

同樣地，maxmemory-policy 也已更新：

127.0.0.1:6379> CONFIG GET maxmemory-policy

現在已反映期望的值 allkeys-lru：

1) "maxmemory-policy"
2) "allkeys-lru"

刪除已建立的資源以清理環境：

kubectl delete pod/redis configmap/example-redis-config

接下來