Kubernetes 提供了強大的日誌機制和佈署擴充套件功能，方便開發者監控應用程式執行狀態並動態調整資源。kubectl logs 命令可以檢視 Pod 的標準輸出和錯誤輸出，方便開發者快速定位問題。在佈署應用程式時，ReplicaSet 能夠確保指定數量的 Pod 副本持續執行，提高應用程式的高用性。Deployment 則提供了一種更便捷的方式來管理 ReplicaSet 和 Pod，同時支援滾動更新和回復等功能。kubectl scale 命令可以根據應用程式的負載情況動態調整 Pod 的副本數量，確保系統的效能和穩定性。port-forward 功能則允許開發者將 Pod 的連線埠對映到本地主機，方便開發和除錯。
Kubernetes Pod 日誌檢視與應用
在 Kubernetes 中，kubectl logs 命令是一個非常有用的工具，用於檢視 Pod 或容器內的日誌輸出。這些日誌對於故障排除、應用程式監控和除錯至關重要。本章節將詳細介紹如何使用 kubectl logs 命令來檢視 Pod 日誌，並透過實際範例展示其應用。
取得 Pod 日誌
要檢視特定 Pod 的日誌，可以使用以下命令：
microk8s kubectl logs <pod-name>
如果 Pod 是由 Deployment 管理，可以使用以下命令檢視 Deployment 的日誌：
microk8s kubectl logs deployment/<deployment-name>
程式碼範例：檢視 Pod 日誌
# 檢視 dep-webserver Deployment 的日誌
microk8s kubectl logs deployment/dep-webserver
# 直接檢視特定 Pod 的日誌
microk8s kubectl logs dep-webserver-7d7459d5d7-6m26d
內容解密：
在這個範例中，我們使用了 kubectl logs 命令來檢視名為 dep-webserver 的 Deployment 以及其管理的特定 Pod 的日誌。由於該 Deployment 執行正常，因此沒有錯誤日誌輸出。
錯誤場景下的日誌檢視
當 Pod 遭遇錯誤，例如無法提取映像檔時，kubectl logs 命令可以用來檢視相關的錯誤日誌。
程式碼範例：錯誤場景下的 Pod 日誌檢視
# 嘗試使用錯誤的映像檔名稱建立 Pod
microk8s kubectl run this-pod-will-not-start --image=local/mynginx02:1.0
# 檢視 Pod 狀態
microk8s kubectl get pods
# 檢視錯誤 Pod 的日誌
microk8s kubectl logs this-pod-will-not-start
內容解密：
在這個範例中，我們故意使用錯誤的映像檔名稱 local/mynginx02:1.0 來建立 Pod。由於無法找到該映像檔，Pod 的狀態顯示為 ErrImagePull。使用 kubectl logs 命令檢視該 Pod 的日誌時，會顯示錯誤訊息，指出映像檔提取失敗。
佈署應用程式並檢視日誌
讓我們佈署一個實際的應用程式並檢視其日誌輸出。以下範例使用了一個公開的 Docker 映像檔 gitshiva/primeornot，它是一個簡單的 Java/Spring Boot 應用程式，用於判斷給定的數字是否為質數。
程式碼範例：佈署應用程式並檢視日誌
# 佈署 primeornot 應用程式
microk8s kubectl run primeornot --image=gitshiva/primeornot --port=8080
# 檢視 Pod 狀態
microk8s kubectl get pods
# 檢視 primeornot Pod 的日誌
microk8s kubectl logs primeornot
內容解密：
在這個範例中，我們佈署了一個名為 primeornot 的應用程式，該應用程式根據 gitshiva/primeornot 映像檔。佈署成功後，我們使用 kubectl logs 命令檢視該 Pod 的日誌。日誌輸出顯示了 Spring Boot 應用程式的啟動過程，包括 Tomcat 伺服器的初始化和應用程式的啟動完成訊息。
圖表說明
以下是一個簡單的 Plantuml 圖表，展示了 Kubernetes 中 Pod 日誌檢視的流程：
@startuml
skinparam backgroundColor #FEFEFE
skinparam componentStyle rectangle
title Kubernetes Pod 日誌檢視與佈署擴充套件技術
package "Kubernetes Cluster" {
package "Control Plane" {
component [API Server] as api
component [Controller Manager] as cm
component [Scheduler] as sched
database [etcd] as etcd
}
package "Worker Nodes" {
component [Kubelet] as kubelet
component [Kube-proxy] as proxy
package "Pods" {
component [Container 1] as c1
component [Container 2] as c2
}
}
}
api --> etcd : 儲存狀態
api --> cm : 控制迴圈
api --> sched : 調度決策
api --> kubelet : 指令下達
kubelet --> c1
kubelet --> c2
proxy --> c1 : 網路代理
proxy --> c2
note right of api
核心 API 入口
所有操作經由此處
end note
@enduml
圖表翻譯：
此圖表展示了在 Kubernetes 中檢視 Pod 日誌的基本流程。首先，建立一個 Pod 並檢查其是否成功啟動。如果啟動成功，可以直接檢視 Pod 的日誌進行分析；如果啟動失敗，則需要檢查錯誤日誌以排除錯誤。最終，根據日誌內容進行相應的處理。
Kubernetes 深入解析：日誌檢視與容器操作
在 Kubernetes 環境中，對容器和 Pod 的日誌檢視及操作是除錯和維護的重要環節。本文將探討如何使用 kubectl 指令來檢視日誌、執行命令以及附加到容器程式。
檢視容器日誌
在 Kubernetes 中，容器日誌是瞭解應用程式執行狀態的重要依據。以下是如何使用 kubectl logs 指令來檢視日誌。
基本日誌檢視
要檢視特定 Pod 的日誌，可以使用以下命令：
microk8s kubectl logs primeornot
輸出範例：
<SNIP>Started Primeornot01Application in 2.743 seconds (JVM running for 3.664)
2023-08-28 01:46:55.357 INFO 7 --- [nio-8080-exec-1] o.a.c.c.C.[Tomcat].[localhost].[/] : Initializing Spring DispatcherServlet 'dispatcherServlet'
2023-08-28 01:46:55.358 INFO 7 --- [nio-8080-exec-1] o.s.web.servlet.DispatcherServlet : Initializing Servlet 'dispatcherServlet'
2023-08-28 01:46:55.367 INFO 7 --- [nio-8080-exec-1] o.s.web.servlet.DispatcherServlet : Completed initialization in 9 ms
got the request ..
111
2023-08-28 01:46:55.418 INFO 7 --- [nio-8080-exec-1] us.subbu.PrimeOrNot01 : number to check for prime is: 111
111 is NOT prime
2023-08-28 01:46:55.427 INFO 7 --- [nio-8080-exec-1] us.subbu.PrimeOrNot01 : We are about to return (in next line of code) 111 is NOT prime
內容解密：
- 日誌顯示了 Spring Boot 應用程式的啟動資訊和請求處理過程。
Initializing Spring DispatcherServlet表示 Spring 的排程器 Servlet 正在初始化。number to check for prime is: 111表示應用程式正在檢查數字 111 是否為質數。111 is NOT prime表示檢查結果，111 不是質數。
跟蹤最新日誌
使用 --tail 選項可以檢視最新的日誌條目。例如，檢視最新的 10 條日誌：
microk8s kubectl logs --tail=10 primeornot
輸出範例：
got the request ..
111
2023-08-28 01:46:55.418 INFO 7 --- [nio-8080-exec-1] us.subbu.PrimeOrNot01 : number to check for prime is: 111
111 is NOT prime
2023-08-28 01:46:55.427 INFO 7 --- [nio-8080-exec-1] us.subbu.PrimeOrNot01 : We are about to return (in next line of code) 111 is NOT prime
got the request ..
73
2023-08-28 01:47:18.739 INFO 7 --- [nio-8080-exec-2] us.subbu.PrimeOrNot01 : number to check for prime is: 73
73 is PRIME
2023-08-28 01:47:18.739 INFO 7 --- [nio-8080-exec-2] us.subbu.PrimeOrNot01 : We are about to return (in next line of code) 73 is PRIME
內容解密：
--tail=10表示顯示最新的 10 條日誌記錄。- 日誌顯示了兩個請求的處理過程：檢查 111 和 73 是否為質數。
持續跟蹤日誌
使用 -f（follow）選項可以持續跟蹤日誌輸出，結合 --tail 使用可以顯示最新的日誌條目並持續更新：
microk8s kubectl logs -f --tail=10 primeornot
輸出範例：
got the request ..
77
2022-05-14 18:34:18.848 INFO 6 --- [nio-8080-exec-3] us.subbu.PrimeOrNot01 : number to check for prime is: 77
77 is NOT prime
2022-05-14 18:34:18.855 INFO 6 --- [nio-8080-exec-3] us.subbu.PrimeOrNot01 : We are about to return (in next line of code) 77 is NOT prime
內容解密：
-f表示持續輸出新的日誌記錄。--tail=10表示初始化時顯示最新的 10 條日誌。
在容器內執行命令
有時需要在容器內執行命令來進行除錯或檢查。使用 kubectl exec 可以實作這一點。
基本命令執行
例如，在容器內執行 curl 命令來測試服務：
microk8s kubectl exec primeornot -- curl -s localhost:8080/determineprime?number=111
輸出範例：
111 is NOT prime
內容解密：
exec表示在指定的 Pod 中執行命令。-- curl -s localhost:8080/determineprime?number=111表示執行的命令，檢查數字 111 是否為質數。
附加到容器程式
使用 kubectl attach 可以附加到容器內的主程式，用於除錯或檢查。
基本附加操作
microk8s kubectl attach primeornot
輸出範例：
If you don't see a command prompt, try pressing enter.
got the request ..
1096
內容解密：
attach表示附加到容器內的主程式。- 如果主程式不是 shell，可能不會立即看到命令提示符，可以嘗試按下 Enter 鍵。
隨著 Kubernetes 的不斷發展，未來可能會出現更多高效的日誌管理和容器操作工具。持續關注 Kubernetes 的最新功能和最佳實踐，將有助於保持您的叢集在最佳狀態。
技術趨勢預測
Kubernetes 的日誌管理和容器操作功能將繼續增強，預計將有更多自動化和智慧化的工具出現，以簡化操作流程並提高效率。
實際應用場景
這些技術在實際應用中非常有用，例如在生產環境中進行即時日誌監控和除錯，或者在開發環境中測試和驗證應用程式。
效能最佳化分析
透過合理使用 kubectl logs 和 kubectl exec，可以顯著提高除錯和維護的效率。持續最佳化這些操作的流程，可以進一步提升工作效率。
安全性考量
在進行容器操作時，需要注意安全性問題，例如確保只允許授權使用者存取和操作容器。使用 Kubernetes 的 RBAC（根據角色的存取控制）功能，可以有效提高安全性。
參考資料
Kubernetes 佈署擴充套件技術深度解析
在現代雲端運算與容器化技術的發展中，Kubernetes 已成為不可或缺的容器協調工具。其中，佈署擴充套件（Scaling the Deployment）是 Kubernetes 的核心功能之一，能夠根據應用程式的使用需求動態調整 Pod 的數量，以確保系統的高用性和效能。本篇文章將探討 Kubernetes 中的 ReplicaSet 與佈署擴充套件技術，並透過實際案例展示如何有效地擴充套件應用程式。
ReplicaSet：實作 Pod 擴充套件的核心元件
ReplicaSet 是 Kubernetes 中的一種資源物件，用於確保在任何給定的時間內，都有指定數量的 Pod 副本正在執行。它是實作 Pod 擴充套件和自我修復的重要機制。根據 Kubernetes 官方檔案的定義，ReplicaSet 的主要目的是維護一組穩定的 Pod 副本。
ReplicaSet 的基本使用
要使用 ReplicaSet 擴充套件 Pod，首先需要建立一個 Deployment 資源定義檔案。例如，建立一個名為 mydep-atscale.yaml 的檔案，內容如下：
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: mydeployment
spec:
selector:
matchLabels:
app: label-nginx
template:
metadata:
labels:
app: label-nginx
spec:
containers:
- name: name-nginx
image: local/mynginx:01
ports:
- containerPort: 80
replicas: 3
內容解密：
此 YAML 檔案定義了一個名為 mydeployment 的 Deployment 資源：
replicas: 3指定了需要建立 3 個 Pod 副本。selector.matchLabels和template.metadata.labels確保 ReplicaSet 能夠正確地管理標籤為app: label-nginx的 Pod。containers部分定義了容器使用的映像檔為local/mynginx:01，並開放了 80 連線埠。
佈署與驗證 ReplicaSet
使用以下命令佈署並驗證 ReplicaSet 的組態：
microk8s kubectl apply -f mydep-atscale.yaml
microk8s kubectl get deployments
輸出結果可能如下：
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
mydeployment 3/3 3 3 12s
內容解密：
READY表示目前已準備就緒的 Pod 數量為 3，與預期相符。UP-TO-DATE和AVAILABLE同樣顯示為 3，代表所有 Pod 都已更新並可供使用。AGE表示該 Deployment 已建立 12 秒。
使用 Port-Forward 存取服務
在 Kubernetes 中，Pod 的連線埠預設不會暴露給外部網路。若要存取叢集內的服務，可以使用 port-forward 命令將 Pod 的連線埠對映到本地主機。
執行 Port-Forward
microk8s kubectl port-forward pod/primeornot01 :8080
輸出結果可能如下：
Forwarding from 127.0.0.1:34651 -> 8080
Forwarding from [::1]:34651 -> 8080
內容解密：
- Kubernetes 自動選擇一個本地連線埠（例如 34651）並將其對映到 Pod 的 8080 連線埠。
- 可以透過存取
http://localhost:34651來與 Pod 中的服務進行互動。
驗證服務存取
在另一個終端機視窗中執行以下命令：
curl -s localhost:34651/determineprime?number=3753
輸出結果可能如下：
3753 is NOT prime
內容解密：
- 透過
curl命令存取對映後的連線埠，成功呼叫了 Pod 內的服務。 - 服務根據請求引數
number=3753進行了質數檢查並傳回結果。
擴充套件 Deployment 的多種方法
Kubernetes 提供了多種方式來擴充套件 Deployment，除了使用 ReplicaSet 外，還可以透過調整 Deployment 的 replicas 欄位來動態擴充套件 Pod 的數量。
動態調整副本數量
可以使用以下命令動態調整 Pod 的副本數量：
microk8s kubectl scale deployment mydeployment --replicas=5
內容解密：
scale命令用於調整 Deployment 的副本數量。- 將
mydeployment的副本數量調整為 5 個，以滿足更高的負載需求。
隨著 Kubernetes 生態系統的不斷發展，未來可能會出現更多高效的擴充套件和管理工具。例如：
- 自動化擴充套件：利用 Kubernetes 的 Horizontal Pod Autoscaler（HPA）根據 CPU 使用率或其他指標自動調整 Pod 的數量。
- 多叢集管理：透過工具如 KubeFed 實作跨多個 Kubernetes 叢集的管理和擴充套件。
- 服務網格技術：如 Istio 和 Linkerd，提供更細粒度的流量管理和服務監控功能。
這些技術的發展將進一步簡化 Kubernetes 的應用佈署和擴充套件操作，提升系統的整體效能和穩定性。
你的任務
- 使用本章介紹的命令來調查您自己的 Kubernetes 叢集，檢查其端點、上下文、節點和名稱空間。
- 安裝並執行流行的 2048 遊戲容器，檢查其日誌並連線到 Pod 進行檢查。
透過實際操作，您將更深入地瞭解 Kubernetes 的擴充套件機制，並能夠更有效地管理您的容器化應用。以下是詳細的步驟：
調查 Kubernetes 叢集：
- 使用
kubectl get nodes檢視叢集中的節點。 - 使用
kubectl get pods --all-namespaces檢視所有名稱空間中的 Pod。 - 使用
kubectl describe node <node-name>檢視特定節點的詳細資訊。
- 使用
安裝並執行 2048 遊戲容器：
- 從公開的容器映像倉函式庫下載 2048 遊戲的容器映像。
- 使用
kubectl create deployment 2048-game --image=<image-name>建立 Deployment。 - 使用
kubectl expose deployment 2048-game --type=NodePort --port=80暴露服務。 - 使用
kubectl get svc檢視服務的 NodePort。 - 透過
<NodeIP>:<NodePort>存取 2048 遊戲。
內容解密：
- 透過實際操作，可以更直觀地瞭解 Kubernetes 的工作機制。
- 檢查日誌和連線到 Pod 可以幫助除錯和最佳化應用程式。
透過本章的學習，您應該能夠熟練地使用 Kubernetes 的 ReplicaSet 和佈署擴充套件技術來管理和擴充套件您的應用程式。未來，您可以進一步探索 Kubernetes 的其他高階功能，如自動化擴充套件和服務網格技術，以進一步提升您的應用程式的效能和可靠性。