【云原生】NameSpace名称空间详解

名称空间

文章目录

名称空间
- 一、名字空间
- 二、何时使用多个名称空间
- 三、初始名称空间
- - 3.1、default
  - 3.2、kube-node-lease
  - 3.3、kube-public
  - 3.4、kube-system
- 四、通过名称空间共享集群
- - 4.1、查看名称空间
  - 4.2、获取名称空间详细信息
  - 4.3、名称空间的两种状态
  - 4.4、创建名称空间
  - 4.5、删除名称空间
- 五、使用Kubernetes名称空间细分你的集群
- - 5.1、default名称空间简介
  - 5.2、创建新的名称空间
  - 5.3、在每个名称空间中创建Pod

一、名字空间

在Kubernetes中，名称空间（Namepsace）提供一种机制，将同一集群中的资源划分为相互隔离的组。同一名称空间内的资源名称要唯一，但跨名称空间时没有这个要求。名称空间作用域仅针对带有名称空间的对象(例如Deployment、Service等)，这种作用域对集群范围的对象（例如StorageClass、Node、PersistentVolume等）不适用。

二、何时使用多个名称空间

名称空间适用于存在很多跨多个团队或项目的用户的场景。对于只有几到几十个用户的集群，根据不需要创建或考虑名称空间。当需要名称空间提供的功能时，请开始使用它们。
名称空间为名称提供了一个范围。资源的名称需要在名称空间内时唯一的，但不能跨名称空间。名称空间不能相互嵌套，每个Kubernetes资源只能在一个名称空间中。

# 说明
对于生产集群，请考虑不要使用default名称空间，而是创建其他名称空间来使用

三、初始名称空间

Kubernetes启动时会创建四个初始名称空间

# 第一种查看名称空间的方式
[root@master ~]# kubectl get namespace
NAME              STATUS   AGE
default           Active   22d
kube-flannel      Active   22d
kube-node-lease   Active   22d
kube-public       Active   22d
kube-system       Active   22d

# 第二种查看名称空间的方式
[root@master ~]# kubectl get ns
NAME              STATUS   AGE
default           Active   22d
kube-flannel      Active   22d
kube-node-lease   Active   22d
kube-public       Active   22d
kube-system       Active   22d

3.1、default

Kubernetes包含这个名称空间，以便于你无需创建新的名称空间按即可开始使用新集群。

3.2、kube-node-lease

该名称空间包含用于与各个节点关联的Lease（租约）对象。节点租约允许kubelet发送心跳，由此控制面能够检测到节点故障。

3.3、kube-public

所有的客户端（包括未经身份验证的客户端）都可以读取该名称空间。该名称空间主要预留为集群使用，以便某些资源需要在整个集群中可见可读。该名称空间的公有属性只是一种约定而非要求。

3.4、kube-system

该名称空间用于/kubernetes系统创建的对象。

# 说明：避免使用前缀kube-创建名称空间，因为它是为kubernetes系统名称空间保留的。

四、通过名称空间共享集群

4.1、查看名称空间

列出集群中现有的名称空间

# 查看名称空间第一种办法-1
[root@master ~]# kubectl get namespace
NAME              STATUS   AGE
default           Active   23d
kube-flannel      Active   23d
kube-node-lease   Active   23d
kube-public       Active   23d
kube-system       Active   23d

# 查看名称名称空间第二种办法-2
[root@master ~]# kubectl get ns
NAME              STATUS   AGE
default           Active   23d
kube-flannel      Active   23d
kube-node-lease   Active   23d
kube-public       Active   23d
kube-system       Active   23d

4.2、获取名称空间详细信息

# 获取所有名称空间详细信息
[root@master ~]# kubectl describe ns

# 获取指定名称空间详细信息
[root@master ~]# kubectl describe ns default
Name:         default
Labels:       kubernetes.io/metadata.name=default
Annotations:  <none>
Status:       ActiveNo resource quota.No LimitRange resource.

4.3、名称空间的两种状态

名称空间可以处于下列两个阶段的其中一个：

Active：名称空间正在被使用中
Terminating：名称空间正在被删除，且不能被用于新对对象使用

4.4、创建名称空间

说明：避免使用前缀kube-创建名称空间，因为它是为Kubernetes系统名称空间保留的。

新家一个名为my-namespace.yaml的YAML文件，并写入下列内容

# 创建一个名为nginx-name的名称空间
[root@master ~]# cat my-namespace.yaml 
apiVersion: "v1"
kind: Namespace		# 这个资源清单类型，
metadata:name: nginx-name	# 名称空间的名字

然后运行加载上面的资源清单

[root@master ~]# kubectl apply -f my-namespace.yaml 
namespace/nginx-name created

或者你可以使用下面的命令直接以命令行的方式创建一个名称空间，这种方式通常是没有人用的（特点快捷）

# 以下创建了一个名为nginx-01的名称空间
[root@master ~]# kubectl create namespace nginx-01
namespace/nginx-01 created

4.5、删除名称空间

方式1：命令行直接删除

[root@master ~]# kubectl delete namespace nginx-01
namespace "nginx-01" deleted

方式2：如果名称空间是通过资源清单创建的，可以使用如下命令进行删除

[root@master ~]# kubectl delete -f my-namespace.yaml 
namespace "nginx-name" deleted

五、使用Kubernetes名称空间细分你的集群

5.1、default名称空间简介

默认情况下，Kubernetes集群会在配置集群时实例化一个default名称空间，用以存放集群所有使用的默认Pod、Service和Deployment集合（默认代表创建的资源没有指定名称空间，那么就会在默认的名称空间下创建也就是default名称空间）
假设你有一个新的集群，你可以通过执行以下操作看到所有名称空间

[root@master ~]# kubectl get namespace
NAME              STATUS   AGE
default           Active   23d
kube-flannel      Active   23d
kube-node-lease   Active   23d
kube-public       Active   23d
kube-system       Active   23d

5.2、创建新的名称空间

在本次练习中，我们将创建两个额外的Kubernetes名称空间来保存我们的内容。
在某组织使用共享的Kubernetes集群进行开发和生产的环境中：

# 开发团队系统在集群中维护一个名称空间，以便他们可以查看用于构建和运行其应用程序的Pod、Service和Deployment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了，以实现敏捷开发。# 运维团队系统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，对谁可以或不可以操作运行生产站点的Pod、Service和Deployment集合进行控制

该组织可以遵循的一种模式是将Kubernetes集群划分为两个名称空间：development和production。让我们创建两个新的名称空间来保存我们的工作。

# 创建development名称空间
[root@master ~]# cat ns-development.yaml 
apiVersion: "v1"
kind: Namespace
metadata:name: development# 加载资源清单
[root@master ~]# kubectl apply -f ns-development.yaml 
namespace/development created

# 创建production名称空间
[root@master ~]# cat ns-production.yaml 
apiVersion: "v1"
kind: Namespace
metadata:name: production# 加载资源清单
[root@master ~]# kubectl apply -f ns-production.yaml 
namespace/production created

为了保证一些正常，列出集群中所有的名称空间（–show-labels显示名称空间的标签）

[root@master ~]# kubectl get namespace --show-labels
NAME              STATUS   AGE    LABELS
default           Active   23d    kubernetes.io/metadata.name=default
development       Active   2m4s   kubernetes.io/metadata.name=development
kube-flannel      Active   23d    k8s-app=flannel,kubernetes.io/metadata.name=kube-flannel,pod-security.kubernetes.io/enforce=privileged
kube-node-lease   Active   23d    kubernetes.io/metadata.name=kube-node-lease
kube-public       Active   23d    kubernetes.io/metadata.name=kube-public
kube-system       Active   23d    kubernetes.io/metadata.name=kube-system
production        Active   43s    kubernetes.io/metadata.name=production

5.3、在每个名称空间中创建Pod

Kubernetes名称空间为集群中的Pod、Service和Deployment提供了作用域。与一个名称空间交互的用户不会看到另一个空间内的内容。为了演示这一点，让我们在development 名称空间中启动一个简单的Deployment和Pod。（重点是理解名称空间的作用）

# 以下创建了一个名为snowflak的Deployment其中使用的镜像是nginx，在development名称空间中创建，这个Deployment会有两个Pod副本去运行
[root@master ~]# kubectl create deployment snowflak --image=nginx -n development --replicas=2

我们创建了一个副本个数为2的Deployment，运行名为snowflake的Pod，其中包含了一个负载提供主机名的基本容器。

[root@master ~]# kubectl get deployment -n development
NAME       READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
snowflak   2/2     2            2           4m40s

在development名称空间中，查看标签带有app=snowflak的Pod

[root@master ~]# kubectl get pod -n development -l app=snowflak
NAME                        READY   STATUS    RESTARTS   AGE
snowflak-55b5794bf7-gxwv2   1/1     Running   0          6m48s
snowflak-55b5794bf7-xdx9n   1/1     Running   0          6m48s

看起来还不错，开发人员能够做他们想做的事情，而且他们不必担心影响到production名称空间下面的内容
让我们切换到production名称空间，展示一下一个名称空间中的资源是如果对另外一个名称空间隐藏的。名称空间production应该是空的，下面的命令应该会返回大概意思是：在此名称空间中没有查看到任何资源。

[root@master ~]# kubectl get deployment -n production
No resources found in production namespace.[root@master ~]# kubectl get pod -n production
No resources found in production namespace.

生产环境下一般以养牛的方式运行负载，所以让我们创建一些Cattle Pod

# 使用如下命令创建的Deployment自会默认创建一个Pod
[root@master ~]# kubectl create deployment cattle --image=nginx -n production
[root@master ~]# kubectl get pod -n production
NAME                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE
cattle-858896d655-bcwfp   1/1     Running   0          21s# 使用如下命令将会把cattle这个Deployment的副本增加到5个
[root@master ~]# kubectl scale deployment cattle --replicas=5 -n production

[root@master ~]# kubectl get deployment -n production
NAME     READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
cattle   5/5     5            5           3m11s

[root@master ~]# kubectl get pod -l app=cattle -n production
NAME                      READY   STATUS    RESTARTS   AGE
cattle-858896d655-6lxgx   1/1     Running   0          106s
cattle-858896d655-b65t5   1/1     Running   0          106s
cattle-858896d655-bcwfp   1/1     Running   0          3m48s
cattle-858896d655-grtzp   1/1     Running   0          106s
cattle-858896d655-wxgsd   1/1     Running   0          106s