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通过 kubectl 在 Azure Stack Edge Pro GPU 设备上部署 Kubernetes 无状态应用程序

项目
06/01/2023

适用于： Yes for Pro GPU SKU Azure Stack Edge Pro - GPU Yes for Pro 2 SKU Azure Stack Edge Pro 2 Yes for Pro R SKU Azure Stack Edge Pro R Yes for Mini R SKU Azure Stack Edge Mini R

本文介绍如何在现有的 Kubernetes 群集上使用 kubectl 命令部署无状态应用程序。本文还逐步讲解如何在无状态应用程序中创建和设置 Pod。

先决条件

在创建 Kubernetes 群集并使用 kubectl 命令行工具之前，需要确保：

你有单节点 Azure Stack Edge Pro 设备的登录凭据。
Windows PowerShell 5.0 或更高版本安装在 Windows 客户端系统上，用于访问 Azure Stack Edge Pro 设备。也可使用任何其他客户端，只要安装了受支持的操作系统即可。本文介绍使用 Windows 客户端时的过程。若要下载最新版 Windows PowerShell，请参阅安装 Windows PowerShell。
Azure Stack Edge Pro 设备上启用了计算。若要启用计算，请在设备的本地 UI 中转到“计算”页。然后选择要为计算启用的网络接口。选择“启用”。启用计算会导致在设备的该网络接口上创建虚拟交换机。有关详细信息，请参阅在 Azure Stack Edge Pro 上启用计算网络。
你的 Azure Stack Edge Pro 设备上有一个 v1.9 或更高版本的 Kubernetes 群集服务器正在运行。有关详细信息，请参阅在 Microsoft Azure Stack Edge Pro 设备上创建和管理 Kubernetes 群集。
已安装 kubectl。

部署无状态应用程序

在我们开始之前，你应该已经执行以下操作：

创建 Kubernetes 群集。
设置命名空间。
将用户与命名空间相关联。
将用户配置保存到 C:\Users\<username>\.kube。
安装 kubectl。

现在，你可以开始在 Azure Stack Edge Pro 设备上运行和管理无状态应用程序部署。在开始使用 kubectl 之前，需要验证 kubectl 的版本是否正确。

验证你是否有正确的 kubectl 版本并设置配置

若要检查 kubectl 的版本，请执行以下操作：

验证 kubectl 的版本是否大于或等于 1.9：

kubectl version

输出示例如下所示：

PS C:\WINDOWS\system32> C:\windows\system32\kubectl.exe version
Client Version: version.Info{Major:"1", Minor:"15", GitVersion:"v1.15.2", GitCommit:"f6278300bebbb750328ac16ee6dd3aa7d3549568", GitTreeState:"clean", BuildDate:"2019-08-05T09:23:26Z", GoVersion:"go1.12.5", Compiler:"gc", Platform:"windows/amd64"}
Server Version: version.Info{Major:"1", Minor:"15", GitVersion:"v1.15.1", GitCommit:"4485c6f18cee9a5d3c3b4e523bd27972b1b53892", GitTreeState:"clean", BuildDate:"2019-07-18T09:09:21Z", GoVersion:"go1.12.5", Compiler:"gc", Platform:"linux/amd64"}

在此示例中，kubectl 的客户端版本为 v1.15.2，是兼容的，因此可以继续。

获取在 Kubernetes 群集上运行的 Pod 的列表。 Pod 是在 Kubernetes 群集上运行的应用程序容器或进程。
```
kubectl get pods -n <namespace-string>
```
命令用法的示例如下所示：
```
PS C:\WINDOWS\system32> kubectl get pods -n "test1"
No resources found.
PS C:\WINDOWS\system32>
```
输出会指出，因为群集上没有运行任何应用程序，所以找不到任何资源 (Pod)。

此命令将使用配置文件填充“C:\Users\<username>\.kube”的目录结构。 Kubectl 命令行工具将使用这些文件来创建和管理 Kubernetes 群集上的无状态应用程序。

手动检查“C:\Users\<username>\.kube”的目录结构，以验证 kubectl 是否已使用以下子文件夹填充了它：

PS C:\Users\username> ls .kube


   Directory: C:\Users\user\.kube

Mode                LastWriteTime         Length Name
----                -------------         ------ ----
d-----         2/18/2020 11:05 AM                cache
d-----         2/18/2020 11:04 AM                http-cache
-a----         2/18/2020 10:41 AM           5377 config

注意

若要查看所有 kubectl 命令的列表，请键入 kubectl --help。

使用部署创建无状态应用程序

在确认 kubectl 命令行版本正确且你具有所需的配置文件之后，便可以创建无状态应用程序部署了。

Pod 是 Kubernetes 应用程序的基本执行单位，是你创建或部署的 Kubernetes 对象模型中的最小和最简单的单位。 Pod 还封装了存储资源、唯一的网络 IP 以及对容器应如何运行进行治理的选项。

你创建的无状态应用程序的类型是 nginx Web 服务器部署。

用于创建和管理无状态应用程序部署的所有 kubectl 命令都需要指定与配置关联的命名空间。在教程在 Microsoft Azure Stack Edge Pro 设备上创建和管理 Kubernetes 群集中连接到 Azure Stack Edge Pro 设备上的群集时，你使用 New-HcsKubernetesNamespace 创建了命名空间。

若要在 kubectl 命令中指定命名空间，请使用 kubectl <command> -n <namespace-string>。

按照以下步骤创建 nginx 部署：

通过创建 Kubernetes 部署对象应用无状态应用程序：

kubectl apply -f <yaml-file> -n <namespace-string>

在此示例中，应用程序 YAML 文件的路径是外部源。

下面是该命令的示例用法及其输出：

PS C:\WINDOWS\system32> kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/deployment.yaml -n "test1"

deployment.apps/nginx-deployment created

也可将以下 Markdown 保存到本地计算机，并替换 -f 参数中的路径和文件名。例如，“C:\Kubernetes\deployment.yaml”。应用程序部署的配置将如下所示：

apiVersion: apps/v1 # for versions before 1.9.0 use apps/v1beta2
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  replicas: 2 # tells deployment to run 2 pods matching the template
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.7.9
        ports:
        - containerPort: 80

此命令创建一个默认的 nginx-deployment，后者有两个用于运行应用程序的 Pod。

获取你创建的 Kubernetes nginx-deployment 的说明：

kubectl describe deployment nginx-deployment -n <namespace-string>

此命令的示例用法和输出如下所示：

PS C:\Users\user> kubectl describe deployment nginx-deployment -n "test1"

Name:                   nginx-deployment
Namespace:              test1
CreationTimestamp:      Tue, 18 Feb 2020 13:35:29 -0800
Labels:                 <none>
Annotations:            deployment.kubernetes.io/revision: 1
                        kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration:
                          {"apiVersion":"apps/v1","kind":"Deployment","metadata":{"annotations":{},"name":"nginx-deployment","namespace":"test1"},"spec":{"repl...
Selector:               app=nginx
Replicas:               2 desired | 2 updated | 2 total | 2 available | 0 unavailable
StrategyType:           RollingUpdate
MinReadySeconds:        0
RollingUpdateStrategy:  25% max unavailable, 25% max surge
Pod Template:
   Labels:  app=nginx
   Containers:
    nginx:
     Image:        nginx:1.7.9
     Port:         80/TCP
     Host Port:    0/TCP
     Environment:  <none>
     Mounts:       <none>
   Volumes:        <none>
Conditions:
   Type           Status  Reason
   ----           ------  ------
   Available      True    MinimumReplicasAvailable
   Progressing    True    NewReplicaSetAvailable
OldReplicaSets:  <none>
NewReplicaSet:   nginx-deployment-5754944d6c (2/2 replicas created)
Events:
  Type    Reason             Age    From                   Message
  ----    ------             ----   ----                   -------
  Normal  ScalingReplicaSet  2m22s  deployment-controller  Scaled up replica set nginx-deployment-5754944d6c to 2

对于 replicas 设置，你会看到：

Replicas:               2 desired | 2 updated | 2 total | 2 available | 0 unavailable

replicas 设置指示你的部署规范需要两个 Pod，并且指示这些 Pod 已创建并更新，可供你使用。

注意

副本集会替换由于某个原因（例如，设备节点故障或设备升级中断）而被删除或终止的 Pod。由此，即使你的应用程序只需要一个 pod，仍建议使用副本集。

若要列出部署中的 Pod，请使用以下命令：

kubectl get pods -l app=nginx -n <namespace-string>

此命令的示例用法和输出如下所示：

PS C:\Users\user> kubectl get pods -l app=nginx -n "test1"

NAME                                READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-deployment-5754944d6c-7wqjd   1/1     Running   0          3m13s
nginx-deployment-5754944d6c-nfj2h   1/1     Running   0          3m13s

输出会确认我们有两个 Pod，它们具有可以使用 kubectl 引用的唯一名称。

若要查看部署中单个 Pod 的信息，请使用以下命令：
```
kubectl describe pod <podname-string> -n <namespace-string>
```

此命令的示例用法和输出如下所示：

PS C:\Users\user> kubectl describe pod "nginx-deployment-5754944d6c-7wqjd" -n "test1"

Name:           nginx-deployment-5754944d6c-7wqjd
Namespace:      test1
Priority:       0
Node:           k8s-1d9qhq2cl-n1/10.128.46.184
Start Time:     Tue, 18 Feb 2020 13:35:29 -0800
Labels:         app=nginx
                pod-template-hash=5754944d6c
Annotations:    <none>
Status:         Running
IP:             172.17.246.200
Controlled By:  ReplicaSet/nginx-deployment-5754944d6c
 Containers:
   nginx:
     Container ID:   docker://280b0f76bfdc14cde481dc4f2b8180cf5fbfc90a084042f679d499f863c66979
     Image:          nginx:1.7.9
     Image ID:       docker-pullable://nginx@sha256:e3456c851a152494c3e4ff5fcc26f240206abac0c9d794affb40e0714846c451
     Port:           80/TCP
     Host Port:      0/TCP
     State:          Running
       Started:      Tue, 18 Feb 2020 13:35:35 -0800
     Ready:          True
     Restart Count:  0
     Environment:    <none>
     Mounts:
       /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from default-token-8gksw (ro)
 Conditions:
   Type              Status
   Initialized       True
   Ready             True
   ContainersReady   True
   PodScheduled      True
 Volumes:
   default-token-8gksw:
     Type:        Secret (a volume populated by a Secret)
     SecretName:  default-token-8gksw
     Optional:    false
 QoS Class:       BestEffort
 Node-Selectors:  <none>
 Tolerations:     node.kubernetes.io/not-ready:NoExecute for 300s
                  node.kubernetes.io/unreachable:NoExecute for 300s
 Events:
   Type    Reason     Age    From                       Message
   ----    ------     ----   ----                       -------
   Normal  Scheduled  4m58s  default-scheduler          Successfully assigned test1/nginx-deployment-5754944d6c-7wqjd to k8s-1d9qhq2cl-n1
   Normal  Pulling    4m57s  kubelet, k8s-1d9qhq2cl-n1  Pulling image "nginx:1.7.9"
   Normal  Pulled     4m52s  kubelet, k8s-1d9qhq2cl-n1  Successfully pulled image "nginx:1.7.9"
   Normal  Created    4m52s  kubelet, k8s-1d9qhq2cl-n1  Created container nginx
   Normal  Started    4m52s  kubelet, k8s-1d9qhq2cl-n1  Started container nginx

通过增加副本计数来重新缩放应用程序部署

每个 Pod 都用于运行给定应用程序的单个实例。如果要横向扩展应用程序以运行多个实例，可以将 Pod 数增加到每个实例一个。在 Kubernetes 中，这称为复制。可以通过应用新的 YAML 文件来增加应用程序部署中的 Pod 数。 YAML 文件将 replicas 设置更改为 4，这会将部署中的 Pod 数增加到 4。若要将 Pod 数从 2 增加到 4，请使用以下命令：

PS C:\WINDOWS\system32> kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/deployment-scale.yaml -n "test1"

也可将以下 Markdown 保存到本地计算机，并替换 kubectl apply 的 -f 参数的路径和文件名。例如，“C:\Kubernetes\deployment-scale.yaml”。应用程序部署缩放的配置将如下所示：

apiVersion: apps/v1 # for versions before 1.9.0 use apps/v1beta2
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  replicas: 4 # Update the replicas from 2 to 4
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.8
        ports:
        - containerPort: 80

若要验证部署是否有 4 个 Pod，请使用以下命令：

kubectl get pods -l app=nginx

重新缩放部署（从 2 个 Pod 到 4 个 Pod）的示例输出如下所示：

PS C:\WINDOWS\system32> kubectl get pods -l app=nginx

NAME                               READY     STATUS    RESTARTS   AGE
nginx-deployment-148880595-4zdqq   1/1       Running   0          25s
nginx-deployment-148880595-6zgi1   1/1       Running   0          25s
nginx-deployment-148880595-fxcez   1/1       Running   0          2m
nginx-deployment-148880595-rwovn   1/1       Running   0          2m

正如你从输出中看到的那样，你的部署中现在有 4 个可以运行应用程序的 Pod。

删除部署

若要删除部署（包括所有 Pod），需要运行 kubectl delete deployment 并指定部署名称 nginx-deployment 和命名空间名称。若要删除部署，请使用以下命令：

kubectl delete deployment nginx-deployment -n <namespace-string>

下面显示了命令用法和输出的示例：

PS C:\Users\user> kubectl delete deployment nginx-deployment -n "test1"
deployment.extensions "nginx-deployment" deleted

后续步骤

Kubernetes 概述

通过 kubectl 在 Azure Stack Edge Pro GPU 设备上部署 Kubernetes 无状态应用程序

先决条件

部署无状态应用程序

验证你是否有正确的 kubectl 版本并设置配置

使用部署创建无状态应用程序

通过增加副本计数来重新缩放应用程序部署

删除部署

后续步骤

其他资源