关于 Kubernetes (K8s) 的 8 个提示和技巧

以下多数技巧均使用 kubectl——一款能对 Kubernetes 集群执行命令的强大命令行工具。

若需了解 Kubernetes 背景知识后再深入技巧学习，请参考以下资源：

• 什么是 Kubernetes (K8s)？
• 视频——容器编排技术详解
• Kubernetes 簇：快速、受控云应用程序交付的架构
• 什么是 Kubernetes 入口？
• 开始使用 IBM Cloud Kubernetes Service

您可以通过命名空间（例如 Dev1、Dev2、QA1、QA2 等）将 Kubernetes 集群划分为多个环境，每个环境可由不同用户管理。编写 kubectl 命令的不便之处在于，每次都需要 在末尾添加 --namespace 选项。用户常会遗漏此步骤，导致在错误命名空间中创建对象（pod、服务、部署）。 

通过此技巧，您可以在运行 kubectl 命令前预设命名空间偏好。执行 kubectl 命令前运行以下命令，它将为当前上下文的后续所有 kubectl 操作保存命名空间设置：

kubectl config set-context $(kubectl config current-context) --namespace=mynamespace

以下列出与命名空间相关的最常用的实用命令：

• kubectl get namespaces
• kubectl create namespace mynamespace
• kubectl get pods --all-namespaces （从所有命名空间列出带状态的 Pod。）
• kubectl get po -o wide -n <namspace1> -n <namespace2> -n <namespace3> （此命令将识别各命名空间中的 Pod）
• kubectl describe namespace <namespace>
• kubectl config view --minify | grep namespace （此命令确保为当前上下文正确设置命名空间。） 

Kubernetes 命令通常较为冗长，因此为 kubectl 设置别名会非常实用。您无需再反复输入完整命令，这在需要单次会话中执行多条 Kubernetes 命令时能极大提升效率。

下文列举了常用命令的别名设置。在执行 kubectl 命令前运行这些别名可节省时间。 示例：您只需输入 K 而无需输入 kubectl:

• alias k='kubectl'
• alias kc='k config view --minify | grep name'
• alias kdp='kubectl describe pod'
• alias krh='kubectl run --help | more'
• alias ugh='kubectl get --help | more'
• alias c='clear'
• alias kd='kubectl describe pod'
• alias ke='kubectl explain'
• alias kf='kubectl create -f'
• alias kg='kubectl get pods --show-labels'
• alias kr='kubectl replace -f'
• alias kh='kubectl --help | more'
• alias krh='kubectl run --help | more'
• alias ks='kubectl get namespaces'
• alias l='ls -lrt'
• alias ll='vi ls -rt | tail -1'
• alias kga='k get pod --all-namespaces'
• alias kgaa='kubectl get all --show-labels'

虽然存在多种 YAML 文件编辑器，但在终端操作时往往需要快速调优已生成的 YAML 文件。此时使用经典的 vi 编辑器（最初为 Unix 系统开发的文本编辑器）是理想选择。

vi 编辑器不仅拥有完善的文档支持，还获得活跃的开源社区贡献。然而在创建 YAML 文件时，vi 编辑器存在空格处理问题。我们需要一种实现用制表符缩进、用空格对齐的功能。在 YAML 编写过程中，使用制表符与空格的混用总会引发语法问题（例如敲击回车时默认生成 2 空格 YAML 格式）。

那么有何解决方案呢？在使用 vi 编辑器创建 YAML 文件前，创建包含以下配置行的 ~/.vimrc 文件以使编辑更便捷：

• set smarttab
• set expandtab
• set shiftwidth=4
• set tabstop=4
• set number

我们可以通过 kubectl 命令行工具创建复杂的 YAML 文件。

大多数开发人员认为直接编写 YAML 文件颇为耗时，且 Kubernetes 的 YAML 文件往往冗长且难以手动编写。相比从空白编辑器开始创建，通过 kubectl 命令生成 YAML 文件会轻松许多。

下列命令将创建名为  yamlfile 的 YAML 文件 。通过 kubectl 命令生成 YAML 后，您可根据需求进行修改，无需从零开始编写：

• kubectl run busybox --image=busybox --dry-run=client -o yaml --
  restart=Never > yamlfile.yaml
  

  kubectl create job my-job --dry-run=client -o yaml --image=busybox -- date>yamlfile.yaml
  

• kubectl get -o yaml deploy/nginx > 1.yaml（确保您
  拥有一个名为 nginx 的部署）
  

• kubectl run busybox --image=busybox --dry-run=client -o yaml 
  --restart=Never -- /bin/sh -c "while true; do echo hello; echo 
  hello again;done" > yamlfile.yaml
  

• kubectl run wordpress --image=wordpress –-expose –-port=8989 -
  -restart=Never -o yaml
  

• kubectl run test --image=busybox --restart=Never --dry -
  run=client -o yaml -- bin/sh -c 'echo test;sleep 100' > 
  yamlfile.yaml（请注意  --bin  参数位于末尾。此命令将生成 yaml 文件。）
  

（请注意 --bin  参数位于末尾。此命令将生成 yaml 文件。）

另一种生成 YAML 文件的有效方法是使用  wget 命令直接从互联网获取文件。 

在技巧 1 中，我们学习了使用 Kubernetes 命名空间的相关命令并保存设置，从而避免每次手动添加参数。现在我们将扩展该技巧，简化命名空间与 kubectl 上下文之间的切换操作。

现有多种工具可辅助此操作，我们推荐分别使用 kubectx 和 kubens 来管理上下文与命名空间。 您可以在 此处查看 kubectx 与 kubens 的详细说明。

以下载 kubectx 和 kubens 工具的 Linux 二进制文件为例：

• wget https://github.com/ahmetb/kubectx/releases/download/v0.9.0/kubectx_v0.9.0_linux_x86_64.tar.gz
  

• wget https://github.com/ahmetb/kubectx/releases/download/v0.9.0/kubens_v0.9.0_linux_x86_64.tar.gz
  

通过以下命令解压：

• tar -xvf kubectx_v0.9.0_linux_x86_64.tar.gz
  

• tar -xvf kubens_v0.9.0_linux_x86_64.tar.gz
  

最后将它们移动到 PATH 中：

• sudo mv kubectx /usr/local/bin
• sudo mv kubens /usr/local/bin

安装完成后，只需使用 kubens 即可列出命名空间并在其间切换：

当操作多个集群时，kubectx 能让上下文切换变得轻松自如：

您是否了解 kubectl 为 BASH 和 ZSH 提供了自动补全功能？这是一项可选配置。

假设您已理解 Kubernetes 概念并具备 kubectl 使用经验，但可能不擅长记忆命令。首先安装 bash-completion，随后启用 kubectl 自动补全功能。您可以在“安装和设置 kubectl”文档页面找到适用于您环境的具体配置说明。

以下是启用自动补全功能的配置选项：

现在，尽情使用 Tab 键吧！

top 命令或许是监控进程与系统资源最常用的工具之一。它提供基于字符的简易界面，可快速获取关键信息。

查看各节点资源利用率：

查看各 Pod 资源利用率：

实用的 watch 命令能按指定间隔刷新显示，无需反复手动执行。以下示例设定每 5 秒运行一次（默认间隔为 2 秒）： 

watch kubectl top node -n 5

注意： watch 命令需根据您的环境另行下载。

您的 Kubernetes 集群需要运行 heapster 服务才能使 top 命令正常工作，否则将出现以下错误： “Error from server (NotFound): the server could not find the requested resource (get services http:heapster:)”

kubectl 命令提供的是 apiserver 所存储资源的汇总视图。apiserver 实际存储的字段远多于显示内容。您可以通过 kubectl get 命令获取原始资源输出，从而创建自定义可视化界面与命令。 

使用以下命令以 JSON 格式输出原始资源：

kubectl get deployments -o json

您也可以直接通过 API 调用访问资源：

kubectl get --raw=/apis/apps/v1/deployments

甚至可以将输出与  jq  等工具结合，实现多样化可视化呈现、输出过滤或将数据传递至其他工具进行高级自动化处理。 

例 如，在包含多命名空间与多部署的集群中排查问题可能较为困难，但以下示例使用原始 API 扫描集群内所有部署，并筛选出仅含故障副本的部署：

kubectl get --raw=/apis/apps/v1/deployments | jq '.items[] 
| {name: .metadata.name, replicas: .status.replicas, available:
 (.status.availableReplicas // 0), unavailable:
 (.status.unavailableReplicas // 0)} | select (.unavailable > 0)'

对上述命令的简要说明：

• 首先，调用 Kubernetes API 来返回所有部署。默认输出为 JSON 格式。JSON 文档的结构可能难以直观查看，但可通过管道传递至 jq 工具获得更清晰展示，如下例所示：

  kubectl get --raw=/apis/apps/v1/deployments | jq .
  

• 注意响应文档包含每个部署对应的 项目 数组。我们需要彻底检查该数组末端的 状态 字段。以下命令演示如何仅打印所需数据，并在字段不可用时提供默认值 0：

   

  kubectl get --raw=/apis/apps/v1/deployments | jq '.items[] |
  {name: .metadata.name, replicas: .status.replicas, available:
   (.status.availableReplicas // 0), unavailable: 
  (.status.unavailableReplicas // 0)}'
  
  
  
  
  

• 关键环节在于使用  select  函数仅显示包含不可用副本的部署：

   

  kubectl get --raw=/apis/apps/v1/deployments | jq '.items[] | 
  {name: .metadata.name, replicas: .status.replicas, available:
   (.status.availableReplicas // 0), unavailable: 
  (.status.unavailableReplicas // 0)} | select (.unavailable > 0)'
  

希望这些技巧和窍门能助您提升 Kubernetes 使用效率。若您有钟爱的技巧或原创心得，欢迎与我们分享。

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