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 对象是持久化的实例。Kubernetes 使用这些实例去表示整个集群的状态。具体地说，它们可以描述如下信息：

• 哪些容器化应用程序在运行（以及运行在哪些节点上）

• 这些应用程序可用的资源

• 这些应用程序的运行策略，例如重启策略、升级策略以及容错策略

Kubernetes 对象是 “目标性记录”，即一旦创建对象，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，也就是 Kubernetes 集群所谓的的 期望状态（Desired State）。

操作 Kubernetes 对象，无论是创建、修改或者删除，都需要使用 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。

对象规范（Spec）和状态（Status）

几乎每个 Kubernetes 对象都包含两个嵌套的对象字段，用于管理对象的配置；它们是：对象规范（spec）和对象状态（status）。

对于具有 spec 的对象，必须在创建对象时设置其内容，描述所希望对象具有的特征：期望状态（Desired Stat）。

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对象的实际状态，使之达到期望状态。

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.spec，并启动所需的 3 个实例，即更新状态以之与 spec 相匹配。如果有的实例失败了（状态变更），Kubernetes 系统通过执行修正操作来响应 spec 和 status 间的不一致，意思是它会启动一个新的实例来替换。

描述 Kubernetes 对象

创建 Kubernetes 对象时，必须提供对象的 spec，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。

以下是 .yaml 示例文件，展示了 Kubernetes Deployment 的必要字段和 spec：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
spec:
  selector:
    matchlabels:
      app: nginx
  replicas: 2
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.20.1
        ports:
        - 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 命名行接口（CLI）中的 kubectl apply 命令，将 .yam 文件作为参数。例如：

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

输出：

deployment.apps/nginx-deployment created

必要的字段

在创建 Kubernetes 对象对应的的 .yaml 文件中，至少配置如下字段：

• apiVersion: 创建对象所使用的 Kubernetes API 版本

• kind: 创建对象的类别

• metadata: 创建对象识别唯一性的数据，包括：

  • name: 对象名称，必填

  • namespace: 命名空间，可选

每个 Kubernetes 对象的 spec 格式都不同，包含了特定于该对象的嵌套对象。Kubernetes API 参考 能够帮助找到任何想要的对象的 spec 格式，也可以通过 kubectl explain 命令来查找 Kubernetes 对象的所有字段。