在之前的文章中, 介绍了搭建好的#minikube#环境,如果你现在还没有一个可用的minikube环境, 那么可以去该篇文章中直接下载;

在之前的文章中, 先后介绍了如何从源代码开始构建一个Node.js应用和Spring Boot 应用, 并且部署到Kubernetes 中(这个Kubernetes 环境主要是之前建好的#minikube#) , 现在我们开始进一步深入的学习Kubernetes, 用一个个可以实际运行的例子的形式, 深入理解#Kubernetes#的概念以及原理.

在#动手动脑学Kubernetes#系列教程中, 我们展示了Kubernetes的基本用法

在里, 学习了Pod的基本知识;在里, 学习了标签(Label)的语法, 使用#Label#来选择和过滤Kubernetes 资源;在里, 介绍了Deployment的使用, 介绍了Deployment与Replica Set、Pod的关系, 并展示了如何进行应用的版本回滚;在里, 介绍了使用#Replication Controller#创建Pod, 并创建Service, 展示了从Service 调用应用的方法; 随后又展示了扩展 Pod的数量为2, 比较了Service和之前的不同, 基本展示了Cluster IP 类型的Service的基本用法.

在这篇中,我们将介绍#Namespace#的基本用法, 继续愉快地学习吧!

Kubernetes Namespace

Namespace, 命名空间,提供了Kubernetes资源的作用域，将Kubernetes的集群划分为较小的单元。 我们可以把Namespace看作是与其他用户共享的工作空间。

Pod和Services等许多资源都有命名空间的概念，但是有些资源, 例如节点Node,在整个集群范围内就没有使用命名空间。

作为开发人员，我们一般会使用已经分配的名称空间，但是管理员可能希望对其进行管理，比如用来设置访问控制或资源配额。

Namespace的缩写是ns, 首先用几个命令, 来熟悉一下.

列出命名空间

首先, 列出集群内所有的命名空间.

$ kubectl get nsNAME                   STATUS   AGEdefault                Active   42dkube-node-lease        Active   42dkube-public            Active   42dkube-system            Active   42dkubernetes-dashboard   Active   9d

既然Namespace 是一个API 资源, 我们就可以使用describe 命令来查看详细情况:

$ kubectl describe ns defaultName:         defaultLabels:       <none>Annotations:  <none>Status:       ActiveNo resource quota.No LimitRange resource.

可以看到default 就是我们默认使用的Namespace, 平时我们所创建的Deployment, Service, Pod等都是在这个命名空间之下.

创建Namespace

来创建一个Namespace 试试.

Namespace和Deployment, Pod 等其他Kubernetes 资源一样,也可以有自己的定义,我们可以使用yaml文件来创建.

Github地址:

https://raw.githubusercontent.com/hintcnuie/kbe/main/specs/ns/ns.yaml

yaml文件内容:

apiVersion: v1kind: Namespacemetadata: name: test

创建:

$ kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/hintcnuie/kbe/main/specs/ns/ns.yamlnamespace/test created$ kubectl get ns testNAME   STATUS   AGEtest   Active   2m28s

结果中可以看到, Namespace的创建还是比较成功的, 但是从yaml文件内容中看, Namespace基本上就是只有两个基本属性:kind 和name 而已, 因此Kubernete 还有一个更简单的用法:

--kubectl create ns

来创建另外一个namespace, 我们在开发的时候, 一般都会有这么几个环节, 比如dev, uat, prod等, 一般地, 我们会把开发出来的应用程序, 先放到dev 环节去做单元测试, 等成功之后, 再发布到uat 环节进行集成测试, 最后是上线, 发布到生产环境, prod.

在Kubernetes的世界中, 对于程序而言, Pod 就像是一个一个的虚拟机环境, 因此对于使用Kubernetes的环境隔离, 不需要做到每个环境都创建一个Kubernetes 集群, 只需要通过Namespace 隔离Pod 就好, 就像我们之前用Server 作为基本单位一样.

当然, 真正的Kubernetes 隔离环境, 除了Namespace 之外, 还需要对一些公共变量, secrets,cert等进行划分, 需要修改kubeconfig等, 这些工作一般在Kubernetes Cluster 创建之后, 系统管理员就需要系统的考虑这些事情.

首先, 先创建出来吧!

$ kubectl create ns uatnamespace/uat created$ kubectl get ns uatNAME   STATUS   AGEuat    Active   9s

创建资源时指定Namespace

之前我们创建Deployment,Pod等资源时候, 都是使用默认选项, 现在可以指定在某个Namespace中进行了.

先来创建一个Pod吧.

Github 地址:https://raw.githubusercontent.com/hintcnuie/kbe/main/specs/ns/pod.yaml

文件内容:

apiVersion: v1kind: Podmetadata: name: podintestspec: containers: - name: sise image: quay.io/openshiftlabs/simpleservice:0.5.0 ports: - containerPort: 9876

创建时候需要使用--namespace 参数来指定命名空间:

$ kubectl apply --namespace=test -f https://raw.githubusercontent.com/hintcnuie/kbe/main/specs/ns/pod.yamlpod/podintest created$ kubectl get pods --namespace=testNAME        READY   STATUS    RESTARTS   AGEpodintest   1/1     Running   0          101s

可以看到, 指定Namespace 之后, Pod 就归属于这个命名空间了. 同理, 当我们删除这个Namespace的时候, 在这个namespace 之下的所有资源也会被删除.

$ kubectl delete ns testnamespace "test" deleted[vagrant@control-plane ~]$ kubectl get pods --namespace=testNo resources found in test namespace.[vagrant@control-plane ~]$ kubectl get podsNAME                                    READY   STATUS    RESTARTS   AGEhello-springwebflux-574f796595-mrrv6    1/1     Running   14         8dhello-world-68fdbf5747-6mjg2            1/1     Running   18         10dhello-world-68fdbf5747-vmrrw            1/1     Running   18         10dhttp-echo-deployment-6774f77f86-pwv2q   1/1     Running   15         9djumpod                                  1/1     Running   4          9hlabelexother                            1/1     Running   5          2d22hrcsise-29jjs                            1/1     Running   2          9hrcsise-nfd25                            1/1     Running   2          9h

操作部分完成了, 下面来看看Namespace 的知识点吧.

什么是Namespace----命名空间

Namespace, 命名空间,就是Kubernetes支持由同一物理群集支持的多个虚拟群集。

命名空间为名称提供了作用域。 资源名称在命名空间中必须唯一，但在在多个命名空间之间时候, 资源名称可以相同。 命名空间不能彼此嵌套，并且每个Kubernetes资源只能位于一个命名空间中。

命名空间是一种在多个用户之间（通过资源配额）划分群集资源的方法。

Kubernetes 默认的命名空间

Kubernetes 有四个初始命名空间：

default :没有其他名称空间的对象的默认名称空间 kube-system :Kubernetes系统创建的对象的名称空间 kube-public: 此名称空间是自动创建的，并且对所有用户（包括未经身份验证的用户）可读。 此名称空间主要保留给集群使用，以防某些资源在整个集群中公开可见。 此名称空间的公共方面仅是约定，不是要求。 kube-node-lease:与每个节点关联的租用对象的此命名空间，可在集群扩展时提高节点心跳的性能。

命名空间和DNS

创建服务时，它会创建一个相应的DNS条目。 此项的格式为:

<service-name>.<namespace-name>.svc.cluster.local

这意味着如果容器仅使用<service-name>，它将解析为命名空间本地的服务 。 这对于在多个名称空间（例如Development，Staging和Production）中使用相同的配置很有用。

如果要跨命名空间访问，则需要使用完全限定的域名（FQDN）。

并非所有对象都在命名空间中

大多数Kubernetes资源（例如Pod，Service，Replication Controller和其他资源）都位于某些命名空间中。 但是，名称空间资源本身并不在名称空间中。 而且低级资源（例如节点和persistentVolumes）不在任何命名空间中。

要查看哪些Kubernetes资源在命名空间中以及不在命名空间中：

不在命名空间中的资源名称:

$ kubectl api-resources --namespaced=falseNAME                              SHORTNAMES   APIVERSION                             NAMESPACED   KINDcomponentstatuses                 cs           v1                                     false        ComponentStatusnamespaces                        ns           v1                                     false        Namespacenodes                             no           v1                                     false        Nodepersistentvolumes                 pv           v1                                     false        PersistentVolumemutatingwebhookconfigurations                  admissionregistration.k8s.io/v1        false        MutatingWebhookConfigurationvalidatingwebhookconfigurations                admissionregistration.k8s.io/v1        false        ValidatingWebhookConfigurationcustomresourcedefinitions         crd,crds     apiextensions.k8s.io/v1                false        CustomResourceDefinitionapiservices                                    apiregistration.k8s.io/v1              false        APIServicetokenreviews                                   authentication.k8s.io/v1               false        TokenReviewselfsubjectaccessreviews                       authorization.k8s.io/v1                false        SelfSubjectAccessReviewselfsubjectrulesreviews                        authorization.k8s.io/v1                false        SelfSubjectRulesReviewsubjectaccessreviews                           authorization.k8s.io/v1                false        SubjectAccessReviewcertificatesigningrequests        csr          certificates.k8s.io/v1                 false        CertificateSigningRequestflowschemas                                    flowcontrol.apiserver.k8s.io/v1beta1   false        FlowSchemaprioritylevelconfigurations                    flowcontrol.apiserver.k8s.io/v1beta1   false        PriorityLevelConfigurationingressclasses                                 networking.k8s.io/v1                   false        IngressClassruntimeclasses                                 node.k8s.io/v1                         false        RuntimeClasspodsecuritypolicies               psp          policy/v1beta1                         false        PodSecurityPolicyclusterrolebindings                            rbac.authorization.k8s.io/v1           false        ClusterRoleBindingclusterroles                                   rbac.authorization.k8s.io/v1           false        ClusterRolepriorityclasses                   pc           scheduling.k8s.io/v1                   false        PriorityClasscsidrivers                                     storage.k8s.io/v1                      false        CSIDrivercsinodes                                       storage.k8s.io/v1                      false        CSINodestorageclasses                    sc           storage.k8s.io/v1                      false        StorageClassvolumeattachments                              storage.k8s.io/v1                      false        VolumeAttachment

存在于命名空间中的资源

$ kubectl api-resources --namespaced=trueNAME                        SHORTNAMES   APIVERSION                     NAMESPACED   KINDbindings                                 v1                             true         Bindingconfigmaps                  cm           v1                             true         ConfigMapendpoints                   ep           v1                             true         Endpointsevents                      ev           v1                             true         Eventlimitranges                 limits       v1                             true         LimitRangepersistentvolumeclaims      pvc          v1                             true         PersistentVolumeClaimpods                        po           v1                             true         Podpodtemplates                             v1                             true         PodTemplatereplicationcontrollers      rc           v1                             true         ReplicationControllerresourcequotas              quota        v1                             true         ResourceQuotasecrets                                  v1                             true         Secretserviceaccounts             sa           v1                             true         ServiceAccountservices                    svc          v1                             true         Servicecontrollerrevisions                      apps/v1                        true         ControllerRevisiondaemonsets                  ds           apps/v1                        true         DaemonSetdeployments                 deploy       apps/v1                        true         Deploymentreplicasets                 rs           apps/v1                        true         ReplicaSetstatefulsets                sts          apps/v1                        true         StatefulSetlocalsubjectaccessreviews                authorization.k8s.io/v1        true         LocalSubjectAccessReviewhorizontalpodautoscalers    hpa          autoscaling/v1                 true         HorizontalPodAutoscalercronjobs                    cj           batch/v1beta1                  true         CronJobjobs                                     batch/v1                       true         Jobleases                                   coordination.k8s.io/v1         true         Leaseendpointslices                           discovery.k8s.io/v1beta1       true         EndpointSliceevents                      ev           events.k8s.io/v1               true         Eventingresses                   ing          extensions/v1beta1             true         Ingressingresses                   ing          networking.k8s.io/v1           true         Ingressnetworkpolicies             netpol       networking.k8s.io/v1           true         NetworkPolicypoddisruptionbudgets        pdb          policy/v1beta1                 true         PodDisruptionBudgetrolebindings                             rbac.authorization.k8s.io/v1   true         RoleBindingroles                                    rbac.authorization.k8s.io/v1   true         Role

何时使用多个命名空间

命名空间设计用来处理具有多个用户的环境，这些用户分布在多个团队或项目中。 对于拥有几到几十个用户的集群，是完全不需要创建或考虑名称空间。

不必仅使用多个命名空间来分隔稍有不同的资源，例如同一软件的不同版本：使用标签来区分同一名称空间中的资源。

回顾

就像Java 的Package结构一样, Namespace 也提供了资源的隔离, 本篇中首先介绍了Namespace的使用方法, 然后展示了如何在创建资源的时候指定Namespace.