与命名空间共享集群

本页展示了如何查看、操作和删除 命名空间。本页还展示了如何使用 Kubernetes 命名空间来细分集群。

开始之前

查看命名空间

使用以下命令列出集群中的当前命名空间:

kubectl get namespaces
NAME              STATUS   AGE
default           Active   11d
kube-node-lease   Active   11d
kube-public       Active   11d
kube-system       Active   11d

Kubernetes 最初有四个命名空间:

  • default:没有指明命名空间的对象的默认命名空间。
  • kube-node-lease:该命名空间包含与每个节点关联的 Lease 对象。节点租约允许 kubelet 发送 心跳,以便控制平面能够检测节点故障。
  • kube-public:该命名空间自动创建,所有用户(包括未认证的用户)都可以读取。该命名空间主要保留给集群使用,以防某些资源需要在整个集群中公开可见和可读。此命名空间的公共性质仅是一种惯例,而非强制要求。
  • kube-system:Kubernetes 系统创建的对象的命名空间。

您还可以使用以下命令获取特定命名空间的摘要:

kubectl get namespaces <name>

或者,您可以使用以下命令获取详细信息:

kubectl describe namespaces <name>
Name:           default
Labels:         <none>
Annotations:    <none>
Status:         Active

No resource quota.

Resource Limits
 Type       Resource    Min Max Default
 ----               --------    --- --- ---
 Container          cpu         -   -   100m

请注意,这些详情显示了资源配额(如果存在)以及资源限制范围。

资源配额 (Resource quota) 会跟踪命名空间中资源的聚合使用情况,并允许集群管理员定义命名空间可能消耗的硬性资源使用限制。

限制范围 (Limit range) 定义了单个实体在命名空间中可以消耗的资源量的最小/最大约束。

参阅 准入控制:限制范围

命名空间可能处于以下两个阶段之一:

  • Active:该命名空间正在使用中。
  • Terminating:该命名空间正在被删除,不能再用于创建新对象。

更多详细信息,请参阅 API 参考中的 Namespace

创建新命名空间

说明

避免创建以 kube- 为前缀的命名空间,因为它们是为 Kubernetes 系统命名空间预留的。

创建一个名为 my-namespace.yaml 的新 YAML 文件,内容如下:

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: <insert-namespace-name-here>

然后运行:

kubectl create -f ./my-namespace.yaml

或者,您可以使用以下命令创建命名空间:

kubectl create namespace <insert-namespace-name-here>

命名空间的名称必须是有效的 DNS 标签

有一个可选字段 finalizers,它允许在命名空间被删除时清理资源。请记住,如果您指定了一个不存在的终结器(finalizer),该命名空间将被创建,但如果用户尝试删除它,它将卡在 Terminating 状态。

关于 finalizers 的更多信息,可以在命名空间 设计文档 中找到。

删除命名空间

删除命名空间使用:

kubectl delete namespaces <insert-some-namespace-name>

警告

这将删除该命名空间下的所有内容

此删除是异步的,因此在一段时间内,您会在 Terminating 状态下看到该命名空间。

使用 Kubernetes 命名空间对集群进行细分

默认情况下,Kubernetes 集群在配置集群时会实例化一个默认命名空间,以存放集群使用的默认 Pod、服务和部署集。

假设您有一个全新的集群,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 命名空间来容纳我们的内容。

在某个组织将共享的 Kubernetes 集群用于开发和生产环境的情况下:

  • 开发团队希望在集群中维护一个空间,以便查看他们用于构建和运行应用程序的 Pod、服务和部署列表。在这个空间中,Kubernetes 资源可以随时创建或删除,并且对谁可以或不可以修改资源的限制较少,以实现敏捷开发。

  • 运维团队希望在集群中维护一个空间,以便对谁可以或不可以操作运行生产站点的 Pod、服务和部署集强制执行严格的程序。

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:developmentproduction。让我们创建两个新的命名空间来存放我们的工作内容。

使用 kubectl 创建 development 命名空间:

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

然后使用 kubectl 创建 production 命名空间:

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

为确保一切无误,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 Pod、服务和部署提供了作用域。与一个命名空间交互的用户看不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部署和 Pod。

kubectl create deployment snowflake \
  --image=registry.k8s.io/serve_hostname \
  -n=development --replicas=2

我们已经创建了一个副本大小为 2 的部署,它运行名为 snowflake 的 Pod,其中包含一个提供主机名的基本容器。

kubectl get deployment -n=development
NAME         READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
snowflake    2/2     2            2           2m
kubectl get pods -l app=snowflake -n=development
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做的事情,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,展示资源在一个命名空间中如何对另一个命名空间隐藏。production 命名空间应该是空的,以下命令应该返回空结果。

kubectl get deployment -n=production
kubectl get pods -n=production

生产环境喜欢运行“牛”(cattle),所以让我们创建一些“牛”Pod。

kubectl create deployment cattle --image=registry.k8s.io/serve_hostname -n=production
kubectl scale deployment cattle --replicas=5 -n=production

kubectl get deployment -n=production
NAME         READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
cattle       5/5     5            5           10s
kubectl get pods -l app=cattle -n=production
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,用户在一个命名空间中创建的资源对另一个命名空间是隐藏的。

随着 Kubernetes 中策略支持的演进,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。

了解使用命名空间的动机

单个集群应该能够满足多个用户或用户组的需求(下文中称为用户社区)。

Kubernetes 命名空间 帮助不同的项目、团队或客户共享一个 Kubernetes 集群。

它通过提供以下内容来实现这一点:

  1. 名称 的作用域。
  2. 一种将授权和策略附加到集群子部分的机制。

使用多个命名空间是可选的。

每个用户社区都希望能够独立于其他社区工作。每个用户社区都有自己的:

  1. 资源(Pod、服务、副本控制器等)
  2. 策略(谁可以或不可以对他们的社区执行操作)
  3. 约束(该社区被允许使用多少配额等)

集群管理员可以为每个唯一用户社区创建一个命名空间。

命名空间为以下内容提供了唯一的作用域:

  1. 命名资源(以避免基本的命名冲突)
  2. 授权受信任用户管理的代理管理权限
  3. 限制社区资源消耗的能力

使用场景包括:

  1. 作为集群管理员,我想在单个集群上支持多个用户社区。
  2. 作为集群管理员,我想将集群分区的管理权限委托给这些社区中的受信任用户。
  3. 作为集群管理员,我想限制每个社区可以消耗的资源量,以限制对使用该集群的其他社区的影响。
  4. 作为集群用户,我想在隔离的环境中与与我用户社区相关的资源进行交互,而不受其他用户社区在集群上所做操作的影响。

了解命名空间与 DNS

当您创建 服务 (Service) 时,它会创建一个对应的 DNS 条目。该条目的格式为 <service-name>.<namespace-name>.svc.cluster.local,这意味着如果容器使用 <service-name>,它将解析到该命名空间本地的服务。这对于在多个命名空间(如开发、测试和生产)中重用相同的配置非常有用。如果您想跨命名空间访问,则需要使用完全限定域名 (FQDN)。

接下来


最后修改于 2023 年 8 月 1 日太平洋标准时间下午 5:31:添加 kube-node-lease 命名空间 (973280594f)