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命名空间演练

Kubernetes 命名空间命名空间是 Kubernetes 为了在同一物理集群上支持多个虚拟集群而使用的一种抽象。 有助于不同的项目、团队或客户去共享 Kubernetes 集群。

名字空间通过以下方式实现这点：

  1. 为名字设置作用域.
  2. 为集群中的部分资源关联鉴权和策略的机制。

使用多个命名空间是可选的。

此示例演示了如何使用 Kubernetes 命名空间细分群集。

准备开始

你必须拥有一个 Kubernetes 的集群，同时你的 Kubernetes 集群必须带有 kubectl 命令行工具。 如果你还没有集群，你可以通过 Minikube 构建一 个你自己的集群，或者你可以使用下面任意一个 Kubernetes 工具构建：

要获知版本信息，请输入 kubectl version.

环境准备

此示例作如下假设：

  1. 您已拥有一个 配置好的 Kubernetes 集群。
  2. 您已对 Kubernetes 的 Pods, Services 和 Deployments 有基本理解。
  1. 理解默认命名空间

默认情况下，Kubernetes 集群会在配置集群时实例化一个默认命名空间，用以存放集群所使用的默认 Pods、Services 和 Deployments 集合。

假设您有一个新的集群，您可以通过执行以下操作来检查可用的命名空间：

kubectl get namespaces

NAME      STATUS    AGE
default   Active    13m

创建新的命名空间

在本练习中，我们将创建两个额外的 Kubernetes 命名空间来保存我们的内容。

我们假设一个场景，某组织正在使用共享的 Kubernetes 集群来支持开发和生产：

开发团队希望在集群中维护一个空间，以便他们可以查看用于构建和运行其应用程序的 Pods、Services 和 Deployments 列表。在这个空间里，Kubernetes 资源被自由地加入或移除，对谁能够或不能修改资源的限制被放宽，以实现敏捷开发。

运维团队希望在集群中维护一个空间，以便他们可以强制实施一些严格的规程，对谁可以或谁不可以操作运行生产站点的 Pods、Services 和 Deployments 集合进行控制。

该组织可以遵循的一种模式是将 Kubernetes 集群划分为两个命名空间：development 和 production。

让我们创建两个新的命名空间来保存我们的工作。

文件 namespace-dev.json 描述了 development 命名空间:

admin/namespace-dev.json 
{
  "apiVersion": "v1",
  "kind": "Namespace",
  "metadata": {
    "name": "development",
    "labels": {
      "name": "development"
    }
  }
}

使用 kubectl 创建 development 命名空间。

kubectl create -f https://k8s.io/examples/admin/namespace-dev.json

将下列的内容保存到文件 namespace-prod.json 中，这些内容是对 production 命名空间的描述：

admin/namespace-prod.json 
{
  "apiVersion": "v1",
  "kind": "Namespace",
  "metadata": {
    "name": "production",
    "labels": {
      "name": "production"
    }
  }
}

让我们使用 kubectl 创建 production 命名空间。

kubectl create -f https://k8s.io/examples/admin/namespace-prod.json

为了确保一切正常，我们列出集群中的所有命名空间。

kubectl get namespaces --show-labels

NAME          STATUS    AGE       LABELS
default       Active    32m       <none>
development   Active    29s       name=development
production    Active    23s       name=production

在每个命名空间中创建 pod

Kubernetes 命名空间为集群中的 Pods、Services 和 Deployments 提供了作用域。

与一个命名空间交互的用户不会看到另一个命名空间中的内容。

为了演示这一点，让我们在 development 命名空间中启动一个简单的 Deployment 和 Pod。

我们首先检查一下当前的上下文：

kubectl config view

apiVersion: v1
clusters:
- cluster:
    certificate-authority-data: REDACTED
    server: https://130.211.122.180
  name: lithe-cocoa-92103_kubernetes
contexts:
- context:
    cluster: lithe-cocoa-92103_kubernetes
    user: lithe-cocoa-92103_kubernetes
  name: lithe-cocoa-92103_kubernetes
current-context: lithe-cocoa-92103_kubernetes
kind: Config
preferences: {}
users:
- name: lithe-cocoa-92103_kubernetes
  user:
    client-certificate-data: REDACTED
    client-key-data: REDACTED
    token: 65rZW78y8HbwXXtSXuUw9DbP4FLjHi4b
- name: lithe-cocoa-92103_kubernetes-basic-auth
  user:
    password: h5M0FtUUIflBSdI7
    username: admin

kubectl config current-context

lithe-cocoa-92103_kubernetes

下一步是为 kubectl 客户端定义一个上下文，以便在每个命名空间中工作。"cluster" 和 "user" 字段的值将从当前上下文中复制。

kubectl config set-context dev --namespace=development \
  --cluster=lithe-cocoa-92103_kubernetes \
  --user=lithe-cocoa-92103_kubernetes

kubectl config set-context prod --namespace=production \
  --cluster=lithe-cocoa-92103_kubernetes \
  --user=lithe-cocoa-92103_kubernetes

默认地，上述命令会添加两个上下文到 .kube/config 文件中。 您现在可以查看上下文并根据您希望使用的命名空间并在这两个新的请求上下文之间切换。

查看新的上下文：

kubectl config view

apiVersion: v1
clusters:
- cluster:
    certificate-authority-data: REDACTED
    server: https://130.211.122.180
  name: lithe-cocoa-92103_kubernetes
contexts:
- context:
    cluster: lithe-cocoa-92103_kubernetes
    user: lithe-cocoa-92103_kubernetes
  name: lithe-cocoa-92103_kubernetes
- context:
    cluster: lithe-cocoa-92103_kubernetes
    namespace: development
    user: lithe-cocoa-92103_kubernetes
  name: dev
- context:
    cluster: lithe-cocoa-92103_kubernetes
    namespace: production
    user: lithe-cocoa-92103_kubernetes
  name: prod
current-context: lithe-cocoa-92103_kubernetes
kind: Config
preferences: {}
users:
- name: lithe-cocoa-92103_kubernetes
  user:
    client-certificate-data: REDACTED
    client-key-data: REDACTED
    token: 65rZW78y8HbwXXtSXuUw9DbP4FLjHi4b
- name: lithe-cocoa-92103_kubernetes-basic-auth
  user:
    password: h5M0FtUUIflBSdI7
    username: admin

让我们切换到 development 命名空间进行操作。

kubectl config use-context dev

您可以使用下列命令验证当前上下文：

kubectl config current-context

dev

此时，我们从命令行向 Kubernetes 集群发出的所有请求都限定在 development 命名空间中。

让我们创建一些内容。

kubectl run snowflake --image=k8s.gcr.io/serve_hostname --replicas=2

我们刚刚创建了一个副本大小为 2 的 deployment，该 deployment 运行名为 snowflake 的 pod，其中包含一个仅提供主机名服务的基本容器。请注意，kubectl run 仅在 Kubernetes 集群版本 >= v1.2 时创建 deployment。如果您运行在旧版本上，则会创建 replication controller。如果期望执行旧版本的行为，请使用 --generator=run/v1 创建 replication controller。 参见 kubectl run 获取更多细节。

kubectl get deployment

NAME        DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
snowflake   2         2         2            2           2m

kubectl get pods -l run=snowflake

NAME                         READY     STATUS    RESTARTS   AGE
snowflake-3968820950-9dgr8   1/1       Running   0          2m
snowflake-3968820950-vgc4n   1/1       Running   0          2m

这很棒，开发人员可以做他们想要的事情，而不必担心影响 production 命名空间中的内容。

让我们切换到 production 命名空间，展示一个命名空间中的资源如何对另一个命名空间不可见。

kubectl config use-context prod

production 命名空间应该是空的，下列命令应该返回的内容为空。

kubectl get deployment
kubectl get pods

生产环境需要运行 cattle，让我们创建一些名为 cattle 的 pods。

kubectl run cattle --image=k8s.gcr.io/serve_hostname --replicas=5

kubectl get deployment

NAME      DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
cattle    5         5         5            5           10s

kubectl get pods -l run=cattle
NAME                      READY     STATUS    RESTARTS   AGE
cattle-2263376956-41xy6   1/1       Running   0          34s
cattle-2263376956-kw466   1/1       Running   0          34s
cattle-2263376956-n4v97   1/1       Running   0          34s
cattle-2263376956-p5p3i   1/1       Running   0          34s
cattle-2263376956-sxpth   1/1       Running   0          34s

此时，应该很清楚的展示了用户在一个命名空间中创建的资源对另一个命名空间是不可见的。

随着 Kubernetes 中的策略支持的发展，我们将扩展此场景，以展示如何为每个命名空间提供不同的授权规则。