命名空间演练

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

它通过以下方式实现：

1. 名称 的作用域。
2. 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。

本示例演示如何使用 Kubernetes 命名空间细分集群。

准备工作

您需要有一个 Kubernetes 集群，并且 kubectl 命令行工具必须配置为与您的集群通信。建议在至少有两个节点且这些节点不充当控制平面主机的集群上运行本教程。如果您还没有集群，则可以使用 minikube 创建一个集群，或者可以使用以下 Kubernetes 游乐场之一：

• Killercoda
• Play with Kubernetes

先决条件

本示例假定以下内容：

1. 您有一个现有 Kubernetes 集群。
2. 您对 Kubernetes Pod、服务 和 部署 有基本的了解。

了解默认命名空间

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，以保存集群使用的默认 Pod、服务和部署集。

假设您有一个全新的集群，则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。

假设一个组织正在将共享 Kubernetes 集群用于开发和生产用例。

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应用程序的 Pod、服务和部署列表。在此空间中，Kubernetes 资源来来往往，并且对谁可以或不能修改资源的限制放宽，以实现敏捷开发。

运维团队希望在集群中维护一个空间，以便他们可以对谁可以或不能操作运行生产站点的 Pod、服务和部署集实施严格的程序。

此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。

使用文件 namespace-dev.yaml，该文件描述了一个 development 命名空间：

admin/namespace-dev.yaml

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.yaml

将以下内容保存到文件 namespace-prod.yaml 中，该文件描述了一个 production 命名空间：

admin/namespace-prod.yaml

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: production
  labels:
    name: production

然后，让我们使用 kubectl 创建 production 命名空间。

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

为了确保一切正常，让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 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。

我们首先检查当前上下文是什么：

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”字段的值从当前上下文复制。

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

默认情况下，上述命令会添加两个上下文，并将其保存到文件 .kube/config 中。您现在可以查看上下文，并根据要处理的命名空间在两个新请求上下文之间切换。

要查看新上下文，请执行以下操作：

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 命名空间中进行操作。

kubectl config use-context dev

您可以通过执行以下操作来验证当前上下文：

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 命名空间内。

让我们创建一些内容。

admin/snowflake-deployment.yaml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: snowflake
  name: snowflake
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: snowflake
  template:
    metadata:
      labels:
        app: snowflake
    spec:
      containers:
      - image: registry.k8s.io/serve_hostname
        imagePullPolicy: Always
        name: snowflake

应用清单以创建部署：

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/admin/snowflake-deployment.yaml

我们创建了一个副本大小为 2 的部署，该部署正在运行名为 snowflake 的 Pod，该 Pod 带有一个提供主机名的基本容器。

kubectl get deployment

NAME         READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
snowflake    2/2     2            2           2m

kubectl get pods -l app=snowflake

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

这很好，开发人员能够做他们想做的事情，而不必担心会影响 production 命名空间中的内容。

让我们切换到 production 命名空间，并展示如何将一个命名空间中的资源隐藏在另一个命名空间中。

kubectl config use-context prod

production 命名空间应该是空的，以下命令应该不会返回任何内容。

kubectl get deployment
kubectl get pods

生产环境喜欢运行 cattle，所以让我们创建一些 cattle Pod。

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

kubectl get deployment

NAME         READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
cattle       5/5     5            5           10s

kubectl get pods -l app=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，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。