深入理解Pod–什么是Yaml?

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所属分类:Kubernetes

在前⾯的章节中,我们在安装 kubernetes 集群的时候使⽤了⼀些 YAML ⽂件来创建相关的资源,但是
很多同学包括我自己对 YAML ⽂件还是⾮常陌⽣。所以我们先来简单看⼀看什么是 YAML ⽂件,它是如何⼯作的,并使⽤YAML ⽂件来定义⼀个 kubernetes pod,然后再来定义⼀个 kubernetes deployment吧。

 

什么是Yaml?

Yaml官方网站:https://yaml.org/

深入理解Pod--什么是Yaml?

Yaml 是Yaml Ain’t Markup Language递归缩写,是 Yaml 不是标记语言的意思,读音“yamel”(或者“雅梅尔”)。Yaml 是便于人阅读基于unicode编码的各种语言的序列号标准。它是一种直观的能够被电脑识别的数据序列化格式,是一个可读性高并且容易被人类阅读,容易和脚本语言交互,用来表达资料序列的编程语言。 它是类似于标准通用标记语言的子集XML的数据描述语言,语法比XML简单很多。

 

Yaml基础

Yaml的基本语法规则如下:

  • ⼤⼩写敏感;
  • 使⽤缩进表示层级关系;
  • 缩进时不允许使⽤Tab键,只允许使⽤空格;
  • 缩进的空格数⽬不重要,只要相同层级的元素左侧对⻬即可;
  • # 表示注释,从这个字符⼀直到⾏尾,都会被解析器忽略。

当然,在Kubernetes中,我们只需要掌握两种结构类型就行了,那就是Lists和Maps。也就是说,我们可能会遇到 Lists 的 Maps 和 Maps 的 Lists,等等。不过不⽤担⼼,只要掌握了这两种结构也就可以了,其他更加复杂的我们暂不讨论。

 

Maps

⾸先我们来看看 Maps,什么是Maps呢?通俗讲 Map 是字典,就是⼀个 key:value 的键值对,Maps 可以让我们更加⽅便的去书写配置信息,例如:

---
apiVersion: v1
kind: Pod

注释:第⼀⾏的 --- 是分隔符,是可选的,在单⼀⽂件中可写可不写,但是在多文件中,我们可⽤连续三个连字号 --- 区分多个⽂件。这⾥我们可以看到,我们有两个键: kind 和 apiVersion ,他们对应的值分别是:v1 和Pod。上⾯的 Yaml ⽂件转换成 JSON 格式的话,就是下面这种:

{
    "apiVersion": "v1",
    "kind": "pod"
}

 

对Maps有了基础认识之后、我们再来创建一个相对复杂一点的Yaml文件;创建⼀个 KEY 对应的值不是字符串⽽是⼀个 Maps:

---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: kube100-site
  labels:
    app: web

 

上⾯的 Yaml ⽂件,metadata 这个 KEY 对应的值就是⼀个 Maps 了,⽽且嵌套的 labels 这个 KEY
的值⼜是⼀个 Map,你可以根据你⾃⼰的情况进⾏多层嵌套。上⾯我们也提到了 Yaml ⽂件的语法规则,Yaml 处理器是根据⾏缩进来知道内容之间的嗯关联性的。⽐如我们上⾯的 Yaml ⽂件,我⽤了两个空格作为缩进,空格的数量并不重要,但是你得保持⼀致,并且⾄少要求⼀个空格(什么意思?就是你别⼀会缩进两个空格,⼀会缩进4个空格,而是缩进的规则要统一)。

我们可以看到 name 和 labels 是相同级别的缩进,所以 YAML 处理器就知道了他们属于同⼀个MAP,而 app 是 labels 的值是因为 app 的缩进更⼤。

注:在Yaml文件中绝对不能使用tab键。

同样的,我们可以将上⾯的 Yaml ⽂件转换成 JSON ⽂件:

{
	"apiVersion": "v1",
	"kind": "Pod",
	"metadata": {
		"name": "kube100-site",
		"labels": {
			"app": "web"
		}
	}
}

 

或许你对上⾯的 JSON ⽂件更熟悉,但是你不得不承认 Yaml ⽂件的语义化程度更⾼吧?

 

Lists

Lists 就是列表,说⽩了就是数组,在 Yaml ⽂件中我们可以这样定义:

args
  - Cat
  - Dog
  - Fish

 

你可以有任何数量的项在列表中,每个项的定义以破折号(-)开头的,与⽗元素直接可以缩进⼀个空
格。对应的 JSON 格式如下:

{
	"args": ['Cat', 'Dog', 'Fish']
}

 

当然,list 的⼦项也可以是 Maps,Maps 的⼦项也可以是list如下所示:

---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: kube100-site
  labels:
    app: web
spec:
  containers:
    - name: front-end
      image: nginx
      ports:
        - containerPort: 80
    - name: flaskapp-demo
      image: jcdemo/flaskapp
      ports:
        - containerPort: 5000

 

比如这个 Yaml ⽂件,我们定义了⼀个叫 containers 的 List 对象,每个⼦项都由 name、image、
ports 组成,每个 ports 都有⼀个 key 为 containerPort 的 Map 组成,同样的,我们可以转成如下
JSON 格式⽂件:

{
	"apiVersion": "v1",
	"kind": "Pod",
	"metadata": {
		"name": "kube100-site",
		"labels": {
			"app": web "
		}
	},
	"spec": {
		"containers": [{
			"name": "front-end",
			"image": "nginx",
			"ports": [{
				"containerPort": "80"
			}]
		}, {
			"name": "flaskapp-demo",
			"image": "jcdemo/flaskapp",
			"ports": [{
				"containerPort": "5000"
			}]
		}]
	}
}

是不是觉得⽤ JSON 格式的话⽂件明显比 Yaml ⽂件更复杂了呢?

 

使用Yaml创建Pod

现在我们已经对 Yaml ⽂件有了⼤概的了解了,我相信你应该没有之前那么懵逼了吧?我们还是来使
⽤ Yaml ⽂件来创建⼀个 Deployment 吧。

v1.17.3API官方文档:https://kubernetes.io/docs/reference/generated/kubernetes-api/v1.17/

深入理解Pod--什么是Yaml?

 

创建Pod

---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: kube100-site
  labels:
    app: web
spec:
  containers:
    - name: front-end
      image: nginx
      ports:
        - containerPort: 80
    - name: flaskapp-demo
      image: jcdemo/flaskapp
      ports:
        - containerPort: 5000

这是我们上⾯定义的⼀个普通的 POD ⽂件,我们先来简单分析下⽂件内容:

  • apiVersion,这⾥它的值是 v1,这个版本号需要根据我们安装的 kubernetes 版本和资源类型进⾏变化的,记住不是写死的;
  • kind,这⾥我们创建的是⼀个 Pod,当然根据你的实际情况,这⾥资源类型可以是 Deployment、Job、Ingress、Service 等;
  • metadata:包含了我们定义的 Pod 的⼀些 meta 信息,比如名称、namespace、标签等等信息;
  • spec:包括⼀些 containers,storage,volumes,或者其他 Kubernetes 需要知道的参数,以及诸如是否在容器失败时重新启动容器的属性。你可以在特定 Kubernetes API 找到完整的Kubernetes Pod 的属性。

 

让我们来看⼀个典型的容器的定义:

---
spec:
  containers:
    - name: front-end
      image: nginx
      ports:
        - containerPort: 80

在这个例⼦中,这是⼀个简单的最小定义:⼀个名字(front-end),基于 nginx 的镜像,以及容器 将会监听的⼀个端⼝(80)。在这些当中,只有名字是非常需要的,你也可以指定⼀个更加复杂的属性,例如在容器启动时运⾏的命令,应使⽤的参数,⼯作⽬录,或每次实例化时是否拉取映像的新副
本。以下是⼀些容器可选的设置属性:

  • name
  • images
  • command
  • args
  • workingDir
  • ports
  • env
  • resources
  • volumeMounts
  • livenessProbe
  • readinessProbe
  • livecycle
  • terminationMessagePath
  • imagePullPolicy
  • securityContext
  • stdin
  • stdinOnce
  • tty

明⽩了 POD 的定义后,我们将上⾯创建 POD 的 Yaml ⽂件保存成 pod.yaml,然后使⽤ kubectl 创建 POD。我们可以使用 kubectl create -f pod.yaml 命令创建Pod,也可以使用 kubectl apply-f pod.yaml 命令创建Pod。区别在于、如果使用apply创建Pod、Pod已经创建系统会自动进行更新、如果没有创建、系统会自动创建。然后我们就可以使⽤我们前⾯⽐较熟悉的 kubectl 命令来查看 POD 的状态了(下图)。

到这⾥我们的 POD 就创建成功了,如果你在创建过程中有任何问题,我们同样可以使⽤前⾯的
kubectl describe 进⾏排查。这里我们使用 kubectl delete -f pod.yaml 命令先删除上⾯创建的 POD。

注:创建Pod之前我们需要提前去下载nginx镜像。

深入理解Pod--什么是Yaml?

 

创建Deployment

现在我们可以来创建⼀个真正的 Deployment。在上⾯的例⼦中,我们只是单纯的创建了⼀个 POD 实
例,但是如果这个 POD 出现了故障的话,我们的服务也就挂掉了,所以 kubernetes 提供了⼀个 Deployment 的概念,可以让 kubernetes 去管理⼀组 POD 的副本,也就是副本集,这样就可以保证⼀定数量的副本⼀直可⽤的,不会因为⼀个 POD 挂掉导致整个服务挂掉。我们可以这样定义⼀个Deployment:

---
apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: kube100-site
spec:
  replicas: 2

注意这⾥的 apiVersion 对应的值是 extensions/v1beta1 ,当然 kind 要指定为 Deployment,因为这
就是我们需要的,然后我们可以指定⼀些 meta 信息,⽐如名字,或者标签之类的。最后,最重要的是 spec 配置选项,这⾥我们定义需要两个副本,当然还有很多可以设置的属性,⽐如⼀个 Pod 在没有任何错误变成准备的情况下必须达到的最⼩秒数。 我们可以在Kubernetes v1beta1 API参考中找到⼀个完整的 Depolyment 可指定的参数列表。 现在我们来定义⼀个完整的 Deployment 的 YAML 文件:

 

---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  # Unique key of the Deployment instance
  name: deployment-example
spec:
  # 3 Pods should exist at all times.
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        # Apply this label to pods and default
        # the Deployment label selector to this value
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        # Run this image
        image: nginx

看起来是不是和我们上⾯的 pod.yaml 很类似啊,这里我们直接参考了官网文档的示例文档。将上⾯的 YAML ⽂件保存为 deployment.yaml,然后创建 Deployment:

深入理解Pod--什么是Yaml?

我们可以看到所有的 Pods 都已经正常运⾏了。当然我们也可以使用 kubectl delete -f  deployment.yaml 删除Deployment。

到这⾥我们就完成了使用 YAML ⽂件创建 Kubernetes Deployment 的过程,在了解了 YAML ⽂件的基础后,定义 YAML ⽂件其实已经很简单了,最主要的是要根据实际情况去定义 YAML ⽂件,所以查阅 Kubernetes ⽂档很重要。

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