01: Imperatywne zarządzanie podami

Imperatywne zarządzanie podami w Kubernetes: podstawowe operacje

30 min

Wymagania wstępne

Przed rozpoczęciem warsztatów upewnij się, że masz zainstalowane następujące narzędzia:

1. kubectl

Narzędzie wiersza poleceń do zarządzania klastrami Kubernetes

Po co: kubectl jest głównym interfejsem do komunikacji z klastrem Kubernetes. Umożliwia tworzenie, modyfikowanie i usuwanie zasobów, sprawdzanie statusu aplikacji oraz debugowanie problemów.
Instrukcja instalacji: https://kubernetes.io/docs/tasks/tools/

2. Visual Studio Code

Edytor kodu z obsługą rozszerzeń

Po co: VS Code zapewnia wygodne środowisko do edycji plików YAML, podglądu konfiguracji Kubernetes oraz zdalnej pracy z kontenerami. Posiada wsparcie dla autouzupełniania, walidacji składni i formatowania.
Pobierz z: https://code.visualstudio.com/

3. Rozszerzenia VS Code

Zainstaluj następujące rozszerzenia:

Visual Studio Code Remote Development Extension Pack

Po co: Umożliwia pracę z kontenerami Docker, zdalnymi serwerami SSH oraz WSL bezpośrednio z VS Code. Pozwala edytować pliki wewnątrz kontenerów i debugować aplikacje działające w Kubernetes.
Link: https://marketplace.visualstudio.com/items?itemName=ms-vscode-remote.vscode-remote-extensionpack

YAML

Po co: Dodaje wsparcie dla plików YAML - formatu używanego do definiowania zasobów Kubernetes. Zapewnia podświetlanie składni, walidację, autouzupełnianie oraz wykrywanie błędów w strukturze YAML.
Link: https://marketplace.visualstudio.com/items?itemName=redhat.vscode-yaml

Kubernetes

Po co: Integruje VS Code z Kubernetes, umożliwiając przeglądanie klastrów, podgląd zasobów, edycję manifestów oraz wykonywanie poleceń kubectl bezpośrednio z edytora. Ułatwia pracę z wieloma klastrami i przestrzeniami nazw.
Link: https://marketplace.visualstudio.com/items?itemName=ms-kubernetes-tools.vscode-kubernetes-tools

Cel zadania

Celem zadania jest zrozumienie podstawowych operacji imperatywnych w Kubernetes przy użyciu kubectl na przykładzie poda z nginx.

Teoria

Polecenia imperatywne w Kubernetes

Imperatywne: Bezpośrednie wykonywanie poleceń
Szybkie: Idealne do testów i debugowania
Proste: Nie wymagają pisania YAML
Tymczasowe: Najlepsze do operacji jednorazowych

Podstawowe operacje na obiektach Kubernetes

Każdy obiekt w Kubernetes może być zarządzany za pomocą następujących operacji:

get: Pobieranie informacji o obiektach

kubectl get [typ_obiektu]           # Lista obiektów
kubectl get [typ_obiektu] -o wide   # Rozszerzona lista
kubectl get [typ_obiektu] -o yaml   # Pełna definicja w YAML

describe: Szczegółowy opis obiektu
```
kubectl describe [typ_obiektu] [nazwa]
```
delete: Usuwanie obiektów
```
kubectl delete [typ_obiektu] [nazwa]
```

Przykłady typów obiektów: pods, deployments, services, configmaps, secrets, nodes

Jak kubectl komunikuje się z klastrem

graph LR
    K["kubectl<br/>(Twój terminal)"] -->|"REST API"| API["API Server"]
    API -->|"zapisz stan"| ETCD["etcd"]
    API -->|"znajdź Node"| SCHED["Scheduler"]
    SCHED -->|"przydziel"| NODE["Worker Node"]
    NODE -->|"uruchom"| POD["Pod<br/>(nginx)"]

    style K fill:#e1f5fe
    style POD fill:#e8f5e9

Przebieg ćwiczenia

Najpierw utworzysz pod nginx i sprawdzisz jego status
Wykonasz kilka poleceń wewnątrz kontenera
Przekierujesz porty i sprawdzisz dostęp do aplikacji
Nauczysz się kopiować pliki między systemem lokalnym a podem
Przeanalizujesz logi aplikacji

Środowisko

Konfiguracja połączenia z klastrem

Przed rozpoczęciem warsztatów musisz pobrać plik konfiguracyjny i ustawić zmienną środowiskową KUBECONFIG:

Pobierz plik config.yaml

# Plik config.yaml otrzymasz od prowadzącego warsztaty
# Zapisz go w dogodnym miejscu, np. w katalogu domowym

Ustaw zmienną środowiskową KUBECONFIG
```
export KUBECONFIG=/ścieżka/do/config.yaml
```
Po co jest zmienna KUBECONFIG?
- Jest to zmienna środowiskowa używana przez kubectl do określenia lokalizacji pliku konfiguracyjnego
- Plik config.yaml zawiera informacje o klastrze Kubernetes: adres serwera API, certyfikaty, dane uwierzytelniające
- Bez prawidłowej konfiguracji kubectl nie będzie mógł połączyć się z klastrem
- Domyślnie kubectl szuka konfiguracji w ~/.kube/config, ale KUBECONFIG pozwala wskazać inną lokalizację
Sprawdź połączenie z klastrem
```
kubectl cluster-info
```
Powinno wyświetlić informacje o klastrze. Jeśli widzisz błąd, sprawdź czy poprawnie ustawiłeś KUBECONFIG

Przed rozpoczęciem upewnij się, że:

Masz działający klaster Kubernetes (sprawdź przez kubectl cluster-info)

Masz zainstalowane narzędzie kubectl

Masz dostęp do internetu (do pobrania obrazu nginx)

Poprawnie ustawiłeś zmienną KUBECONFIG

Zadanie 1: Tworzenie i inspekcja poda

1.1. Utwórz pod nginx

kubectl run nginx-pod-XX --image=nginx:latest --port=80 --restart=Never

To polecenie utworzy pod o nazwie nginx-pod-XX używając obrazu nginx i skonfiguruje port 80. Zamień XX na numer podany przez prowadzącego

1.2. Sprawdź wszystkie pody

kubectl get pods

Zobacz listę wszystkich podów w domyślnej przestrzeni nazw

1.3. Sprawdź status konkretnego poda

kubectl get pod nginx-pod-XX

Powinieneś zobaczyć status Running. Jeśli widzisz inny status, poczekaj kilka sekund i spróbuj ponownie

1.4. Wyświetl szczegółowe informacje o wszystkich podach

kubectl get pods -o wide

Zobacz rozszerzone informacje o podach, w tym IP i node na którym są uruchomione

1.5. Wyświetl pełną definicję poda

kubectl get pod nginx-pod-XX -o yaml

Zobacz pełną definicję poda w formacie YAML

1.6. Zobacz szczegółowe informacje

kubectl describe pod nginx-pod-XX

Przeanalizuj szczegółowe informacje o podzie: IP, status, eventy i inne parametry

1.7. Usuń pod

kubectl delete pod nginx-pod-XX

Usuwa pod z klastra. Pod zostanie zatrzymany i usunięty

Zadanie 2: Wykonywanie poleceń w podzie (exec)

2.1. Sprawdź wersję nginx

kubectl exec nginx-pod-XX -- nginx -v

Zobaczysz zainstalowaną wersję nginx w kontenerze

2.2. Uruchom interaktywną powłokę

kubectl exec -it nginx-pod-XX -- bash

Jesteś teraz wewnątrz kontenera. Możesz wpisać exit aby wyjść

2.3. Sprawdź zawartość katalogu WWW

kubectl exec nginx-pod-XX -- ls /usr/share/nginx/html

Zobacz domyślne pliki serwera WWW

Zadanie 3: Port-forward i dostęp do aplikacji

3.1. Uruchom przekierowanie portów

kubectl port-forward nginx-pod-XX 8080:80

WAŻNE: To polecenie zablokuje terminal. Zostaw je działające i otwórz nowy terminal dla kolejnych poleceń

3.2. Sprawdź połączenie

curl http://localhost:8080

Powinieneś zobaczyć domyślną stronę powitalną nginx

Zadanie 4: Kopiowanie plików (cp)

4.1. Utwórz testowy plik

echo "Hello from Kubernetes!" > index.html

Tworzy lokalny plik testowy

4.2. Skopiuj plik do poda

kubectl cp index.html nginx-pod-XX:/usr/share/nginx/html/

Kopiuje plik do katalogu WWW w kontenerze

4.3. Zweryfikuj zawartość

kubectl exec nginx-pod-XX -- cat /usr/share/nginx/html/index.html

Sprawdź czy plik został poprawnie skopiowany

4.4. Pobierz konfigurację

kubectl cp nginx-pod-XX:/etc/nginx/nginx.conf ./nginx.conf

Pobiera plik konfiguracyjny nginx na lokalny system

Zadanie 5: Sprawdzanie logów

5.1. Zobacz podstawowe logi

kubectl logs nginx-pod-XX

Wyświetla wszystkie logi poda

5.2. Śledź logi na żywo

kubectl logs -f nginx-pod-XX

Pokazuje logi w czasie rzeczywistym. Użyj Ctrl+C aby zakończyć

5.3. Zobacz ostatnie wpisy

kubectl logs --tail=100 nginx-pod-XX

Wyświetla ostatnie 100 linii logów

5.4. Logi z ostatnich 5 minut

kubectl logs --since=5m nginx-pod-XX

Pokazuje tylko najnowsze logi

5.5. Zapisz logi do pliku

kubectl logs nginx-pod-XX > nginx.log

Zapisuje wszystkie logi do pliku lokalnego

Najczęstsze problemy

Problem	Rozwiązanie
Pod nie startuje	Sprawdź `kubectl describe pod nginx-pod-XX`
Nie można się połączyć przez port-forward	Sprawdź czy port nie jest już zajęty
Problemy z kopiowaniem plików	Upewnij się, że masz odpowiednie uprawnienia
Brak logów	Sprawdź czy aplikacja coś loguje do stdout

Dobre praktyki

Używaj flag --help

kubectl exec --help
kubectl cp --help
kubectl port-forward --help

Zawsze weryfikuj nazwę poda

kubectl get pods
kubectl get pods -o wide  # więcej informacji

Używaj autouzupełniania
- Włącz autouzupełnianie w bash/zsh
- Oszczędza czas i zmniejsza ryzyko błędów

Monitoruj zasoby

kubectl top pod nginx-pod-XX  # wymaga metrics-server

Podsumowanie

Każdy obiekt w Kubernetes można: get, describe, delete
Polecenia imperatywne są świetne do szybkich operacji
kubectl exec pozwala na interakcję z kontenerem
kubectl cp umożliwia transfer plików
kubectl logs jest niezbędny do debugowania
kubectl port-forward umożliwia lokalny dostęp do usług
Przełączniki -o wide i -o yaml dostarczają dodatkowych informacji
Polecenie get z różnymi przełącznikami to podstawowe narzędzie do inspekcji obiektów

Przydatne skróty i wskazówki

Twórz aliasy dla często używanych poleceń:

alias k=kubectl
alias kgp='kubectl get pods'
alias kdp='kubectl describe pod'

Używaj jsonpath do szybkiego dostępu do informacji:

# Pokaż IP poda
kubectl get pod nginx-pod-XX -o jsonpath='{.status.podIP}'

# Pokaż użyty obraz
kubectl get pod nginx-pod-XX -o jsonpath='{.spec.containers[0].image}'

Eksportuj definicję poda do YAML dla późniejszego użycia:

kubectl get pod nginx-pod-XX -o yaml > nginx-pod-XX.yaml

Konfiguracja autocomplete dla kubectl

Aby włączyć autouzupełnianie dla kubectl w bash, wykonaj poniższe polecenia:

# Instalacja autouzupełniania
source <(kubectl completion bash)

# Dodanie do ~/.bashrc aby było dostępne po ponownym uruchomieniu
echo "source <(kubectl completion bash)" >> ~/.bashrc

# Utworzenie aliasu k z działającym autouzupełnianiem
echo 'alias k=kubectl' >> ~/.bashrc
echo 'complete -o default -F __start_kubectl k' >> ~/.bashrc

# Przeładowanie konfiguracji
source ~/.bashrc

Po wykonaniu tych poleceń będziesz mógł używać autouzupełniania dla kubectl oraz aliasu k. Naciśnij TAB aby zobaczyć dostępne opcje.