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【重识云原生】第六章容器6.3.7节——命令行工具kubectl

news 来源：原创 2024/5/21 12:59:21

1 kubectl

kubectl 是 Kubernetes 的命令行工具（CLI），是 Kubernetes 用户和管理员必备的管理工具。kubectl安装在k8s的master节点，kubectl在$HOME/.kube目录中查找一个名为config的文件, 你可以通过设置Kubeconfig环境变量或设置--kubeconfig来指定其他的kubeconfig文件。kubectl通过与apiserver交互可以实现对k8s集群中各种资源的增删改查。

kubectl 提供了大量的子命令，方便管理 Kubernetes 集群中的各种功能。这里不再罗列各种子命令的格式，而是介绍下如何查询命令的帮助：

kubectl -h 查看子命令列表
kubectl options 查看全局选项
kubectl --help 查看子命令的帮助
kubectl [command] [PARAMS] -o= 设置输出格式（如 json、yaml、jsonpath 等）
kubectl explain [RESOURCE] 查看资源的定义

1.1 配置

使用 kubectl 的第一步是配置 Kubernetes 集群以及认证方式，包括:

cluster 信息：Kubernetes server 地址
用户信息：用户名、密码或密钥
Context：cluster、用户信息以及 Namespace 的组合

示例

kubectl config set-credentials myself --username=admin --password=secret 
kubectl config set-cluster local-server --server=http://localhost:8080 
kubectl config set-context default-context --cluster=local-server --user=myself --namespace=default 
kubectl config use-context default-context 
kubectl config view

1.2 集群内身份验证和命名空间覆盖

默认情况下，kubectl 命令首先确定它是否在 Pod 中运行，从而被视为在集群中运行。它首先检查 KUBERNETES_SERVICE_HOST 和 KUBERNETES_SERVICE_PORT 环境变量以及 /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/token 中是否存在服务帐户令牌文件。如果三个条件都被满足，则假定在集群内进行身份验证。

为保持向后兼容性，如果在集群内身份验证期间设置了 POD_NAMESPACE 环境变量，它将覆盖服务帐户令牌中的默认命名空间。任何依赖默认命名空间的清单或工具都会受到影响。

POD_NAMESPACE 环境变量

如果设置了 POD_NAMESPACE 环境变量，对命名空间资源的 CLI 操作对象将使用该变量值作为默认值。例如，如果该变量设置为 seattle，kubectl get pods 将返回 seattle 命名空间中的 Pod。这是因为 Pod 是一个命名空间资源，且命令中没有提供命名空间。

直接使用 --namespace 会覆盖此行为。

1.2.1 kubectl 如何处理 ServiceAccount 令牌

假设：

有 Kubernetes 服务帐户令牌文件挂载在 /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/token 上，并且
设置了 KUBERNETES_SERVICE_HOST 环境变量，并且
设置了 KUBERNETES_SERVICE_PORT 环境变量，并且
你没有在 kubectl 命令行上明确指定命名空间。

然后 kubectl 假定它正在你的集群中运行。 kubectl 工具查找该 ServiceAccount 的命名空间（该命名空间与 Pod 的命名空间相同）并针对该命名空间进行操作。这与集群外运行的情况不同；当 kubectl 在集群外运行并且你没有指定命名空间时， kubectl 命令会针对 default 命名空间进行操作。

1.3 kubectl的安装方法

kubectl 的安装方法：

# OS X 
curl -LO https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/$(curl -s https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/stable.txt)/bin/darwin/amd64/kubectl 
# Linux 
curl -LO https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/$(curl -s https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/stable.txt)/bin/linux/amd64/kubectl 
# Windows 
curl -LO https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/$(curl -s https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/stable.txt)/bin/windows/amd64/kubectl.exe

1.4 kubectl语法

kubectl语法格式如下，可在k8s集群的master节点执行：

kubectl [command] [TYPE] [NAME] [flags]

上述语法解释说明：

command：指定要对一个或多个资源执行的操作，例如create、get、describe、delete等。
type：指定资源类型。资源类型不区分大小写，可以指定单数、复数或缩写形式。例如，以下命令输出相同的结果:

kubectl get pod pod1 
kubectl get pods pod1 
kubectl get po pod1

NAME：指定资源的名称。名称区分大小写。如果省略名称，则显示所有资源的详细信息：kubectl get pods。
flags: 指定可选的参数。例如，可以使用-s或-server参数指定 Kubernetes API服务器的地址和端口。

注意事项说明:

从命令行指定的参数会覆盖默认值和任何相应的环境变量。

1.在对多个资源执行操作时，可以按类型、名称、一个或者多个文件指定每个资源：

1）按类型和名称指定资源：

a.要对所有类型相同的资源进行分组，请执行以下操作：

TYPE1 name1 name2 name

例子：

kubectl get pod example-pod1 example-pod2

b.分别指定多个资源类型：

TYPE1/name1 TYPE1/name2 TYPE2/name3 TYPE/name

例子：

kubectl get pod/example-pod1 deployment/example-rc1

2）用一个或多个文件指定资源：-f file1 -f file2 -f file

使用YAML而不是JSON，因为YAML更容易使用，特别是用于配置文件时。例子：

kubectl get pod -f ./pod.yaml

2.kubectl –-help

可查看kubectl的帮助命令。

2 kubectl命令详解

2.1 常用命令格式

创建：

kubectl run --image= 或者

kubectl create -f manifest.yaml

查询：

kubectl get

更新

kubectl set 或者

kubectl patch

删除：

kubectl delete 或者

kubectl delete -f manifest.yaml

查询 Pod IP：

kubectl get pod -o jsonpath='{.status.podIP}'

容器内执行命令：

kubectl exec -ti sh

容器日志：

kubectl logs [-f]

导出服务：

kubectl expose deploy --port=80

Base64 解码：

kubectl get secret SECRET -o go-template='{{ .data.KEY | base64decode }}'

注意，kubectl run 仅支持 Pod、Replication Controller、Deployment、Job 和 CronJob 等几种资源。具体的资源类型是由参数决定的，默认为 Deployment：

创建的资源类型	参数
Pod	--restart=Never
Replication Controller	--generator=run/v1
Deployment	--restart=Always
Job	--restart=OnFailure
CronJob	--schedule=

2.2 命令行自动补全

Linux 系统 Bash：

source /usr/share/bash-completion/bash_completion source <(kubectl completion bash)

MacOS zsh

source <(kubectl completion zsh)

2.3 自定义输出列

比如，查询所有 Pod 的资源请求和限制：

kubectl get pods --all-namespaces -o custom-columns=NS:.metadata.namespace,NAME:.metadata.name,"CPU(requests)":.spec.containers[*].resources.requests.cpu,"CPU(limits)":.spec.containers[*].resources.limits.cpu,"MEMORY(requests)":.spec.containers[*].resources.requests.memory,"MEMORY(limits)":.spec.containers[*].resources.limits.memory

2.4 日志查看

kubectl logs 用于显示 pod 运行中，容器内程序输出到标准输出的内容。跟 docker 的 logs 命令类似。

# Return snapshot logs from pod nginx with only one container 
kubectl logs nginx 

# Return snapshot of previous terminated ruby container logs from pod web-1 
kubectl logs -p -c ruby web-1 

# Begin streaming the logs of the ruby container in pod web-1 
kubectl logs -f -c ruby web-1

注：kubectl 只可以查看单个容器的日志，如果想要同时查看多个 Pod 的日志，可以使用 stern。比如： stern --all-namespaces -l run=nginx。

2.5 连接到一个正在运行的容器

attach 用于连接到一个正在运行的容器。跟 docker 的 attach 命令类似。

# Get output from running pod 123456-7890, using the first container by default 
kubectl attach 123456-7890 

# Get output from ruby-container from pod 123456-7890 
kubectl attach 123456-7890 -c ruby-container 

# Switch to raw terminal mode, sends stdin to 'bash' in ruby-container from pod 123456-7890 # and sends stdout/stderr from 'bash' back to the client 
kubectl attach 123456-7890 -c ruby-container -i -t 

Options: 
  -c, --container='': Container name. If omitted, the first container in the pod will be chosen
  -i, --stdin=false: Pass stdin to the container
  -t, --tty=false: Stdin is a TTY

2.6 在容器内部执行命令

kubectl exec 用于在一个正在运行的容器执行命令。跟 docker 的 exec 命令类似。

# Get output from running 'date' from pod 123456-7890, using the first container by default 
kubectl exec 123456-7890 date 

# Get output from running 'date' in ruby-container from pod 123456-7890 
kubectl exec 123456-7890 -c ruby-container date 

# Switch to raw terminal mode, sends stdin to 'bash' in ruby-container from pod 123456-7890 # and sends stdout/stderr from 'bash' back to the client 
kubectl exec 123456-7890 -c ruby-container -i -t -- bash -il 

Options: 
  -c, --container='': Container name. If omitted, the first container in the pod will be chosen 
  -p, --pod='': Pod name 
  -i, --stdin=false: Pass stdin to the container 
  -t, --tty=false: Stdin is a TT

2.7 端口转发

kubectl port-forward 用于将本地端口转发到指定的 Pod。

# Listen on ports 5000 and 6000 locally, forwarding data to/from ports 5000 and 6000 in the 
pod kubectl port-forward mypod 5000 6000 

# Listen on port 8888 locally, forwarding to 5000 in the pod 
kubectl port-forward mypod 8888:5000 

# Listen on a random port locally, forwarding to 5000 in the pod 
kubectl port-forward mypod :5000 

# Listen on a random port locally, forwarding to 5000 in the pod 
kubectl port-forward mypod 0:5000

也可以将本地端口转发到服务、复制控制器或者部署的端口。

# Forward to deployment 
kubectl port-forward deployment/redis-master 6379:6379 

# Forward to replicaSet 
kubectl port-forward rs/redis-master 6379:6379 

# Forward to service 
kubectl port-forward svc/redis-master 6379:6379

2.8 API Server 代理

kubectl proxy 命令提供了一个 Kubernetes API 服务的 HTTP 代理。

$ kubectl proxy --port=8080 Starting to serve on 127.0.0.1:8080

可以通过代理地址 http://localhost:8080/api/ 来直接访问 Kubernetes API，比如查询 Pod 列表：

curl http://localhost:8080/api/v1/namespaces/default/pods

注意，如果通过 --address 指定了非 localhost 的地址，则访问 8080 端口时会报未授权的错误，可以设置 --accept-hosts 来避免这个问题（不推荐生产环境这么设置）：

kubectl proxy --address='0.0.0.0' --port=8080 --accept-hosts='^*$'

2.9 文件拷贝

kubectl cp 支持从容器中拷贝，或者拷贝文件到容器中：

# Copy /tmp/foo_dir local directory to /tmp/bar_dir in a remote pod in the default namespace 
kubectl cp /tmp/foo_dir <some-pod>:/tmp/bar_dir 

# Copy /tmp/foo local file to /tmp/bar in a remote pod in a specific container 
kubectl cp /tmp/foo <some-pod>:/tmp/bar -c <specific-container> 

# Copy /tmp/foo local file to /tmp/bar in a remote pod in namespace <some-namespace> 
kubectl cp /tmp/foo <some-namespace>/<some-pod>:/tmp/bar 

# Copy /tmp/foo from a remote pod to /tmp/bar locally 
kubectl cp <some-namespace>/<some-pod>:/tmp/foo /tmp/bar 

Options: 
  -c, --container='': Container name. If omitted, the first container in the pod will be chosen

注意：文件拷贝依赖于 tar 命令，所以容器中需要能够执行 tar 命令。

2.10 kubectl drain

kubectl drain NODE [Options]

它会删除该 NODE 上由 ReplicationController, ReplicaSet, DaemonSet, StatefulSet or Job 创建的 Pod
不删除 mirror pods（因为不可通过 API 删除 mirror pods）
如果还有其它类型的 Pod（比如不通过 RC 而直接通过 kubectl create 的 Pod）并且没有 --force 选项，该命令会直接失败
如果命令中增加了 --force 选项，则会强制删除这些不是通过 ReplicationController, Job 或者 DaemonSet 创建的 Pod

有的时候不需要 evict pod，只需要标记 Node 不可调用，可以用 kubectl cordon 命令。

恢复的话只需要运行 kubectl uncordon NODE 将 NODE 重新改成可调度状态。

2.11 权限检查

kubectl auth 提供了两个子命令用于检查用户的鉴权情况：

kubectl auth can-i 检查用户是否有权限进行某个操作，比如

# Check to see if I can create pods in any namespace 
kubectl auth can-i create pods --all-namespaces 

# Check to see if I can list deployments in my current namespace 
kubectl auth can-i list deployments.extensions 

# Check to see if I can do everything in my current namespace ("*" means all) 
kubectl auth can-i '*' '*' 

# Check to see if I can get the job named "bar" in namespace "foo" 
kubectl auth can-i list jobs.batch/bar -n foo

kubectl auth reconcile 自动修复有问题的 RBAC 策略，如

# Reconcile rbac resources from a file 
kubectl auth reconcile -f my-rbac-rules.yaml

2.12 模拟其他用户

kubectl 支持模拟其他用户或者组来进行集群管理操作，比如：

kubectl drain mynode --as=superman --as-group=system:masters

这实际上就是在请求 Kubernetes API 时添加了如下的 HTTP HEADER：

Impersonate-User: superman 
Impersonate-Group: system:masters

2.13 查看事件（events）

# 查看所有事件 
kubectl get events --all-namespaces 

# 查看名为nginx对象的事件 
kubectl get events --field-selector involvedObject.name=nginx,involvedObject.namespace=default 

# 查看名为nginx的服务事件 
kubectl get events --field-selector involvedObject.name=nginx,involvedObject.namespace=default,involvedObject.kind=Service 

# 查看Pod的事件 
kubectl get events --field-selector involvedObject.name=nginx-85cb5867f-bs7pn,involvedObject.kind=Pod

2.14 原始 URI

kubectl 也可以用来直接访问原始 URI，比如要访问 Metrics API 可以：

kubectl get --raw /apis/metrics.k8s.io/v1beta1/nodes
kubectl get --raw /apis/metrics.k8s.io/v1beta1/pods
kubectl get --raw /apis/metrics.k8s.io/v1beta1/nodes/
kubectl get --raw /apis/metrics.k8s.io/v1beta1/namespace//pods/

3 kubectl 插件

kubectl 插件提供了一种扩展 kubectl 的机制，比如添加新的子命令。插件可以以任何语言编写，只需要满足以下条件即可：

插件放在 ~/.kube/plugins 或环境变量 KUBECTL_PLUGINS_PATH 指定的目录中
插件的格式为子目录 / 可执行文件或脚本且子目录中要包括 plugin.yaml 配置文件

比如

$ tree 
. 
└── hello
    └── plugin.yaml 

1 directory, 1 file 

$ cat hello/plugin.yaml 
name: "hello" 
shortDesc: "Hello kubectl plugin!" 
command: "echo Hello plugins!" 

$ kubectl plugin hello 
Hello plugins!

你也可以使用 krew 来管理 kubectl 插件。