02: Namespace'y

Zarządzanie przestrzeniami nazw (Namespaces) w Kubernetes

10 min

Cel zadania

Celem zadania jest zrozumienie koncepcji przestrzeni nazw w Kubernetes oraz nauka podstawowych operacji związanych z ich tworzeniem i zarządzaniem.

Teoria

Przestrzenie nazw w Kubernetes

• Namespace: Wirtualny klaster wewnątrz klastra Kubernetes
• Izolacja: Oddzielenie zasobów i obiektów między różnymi projektami/zespołami
• Organizacja: Grupowanie powiązanych obiektów i zasobów
• Kontrola dostępu: Zarządzanie uprawnieniami na poziomie przestrzeni nazw

Domyślne przestrzenie nazw

1. default: Domyślna przestrzeń dla obiektów bez określonego namespace
2. kube-system: Systemowe komponenty Kubernetes
3. kube-public: Zasoby publicznie dostępne
4. kube-node-lease: Informacje o dostępności węzłów

Dlaczego Namespace?

• Izolacja multi-tenant — różne zespoły/projekty na tym samym klastrze, bez ryzyka konfliktów nazw
• Bezpieczeństwo — RBAC pozwala ograniczyć dostęp do konkretnych Namespace’ów
• Limity zasobów — ResourceQuota pozwala ograniczyć CPU/Memory per Namespace
• Organizacja — łatwiej zarządzać zasobami gdy są pogrupowane logicznie

graph TB
    CLUSTER["Klaster Kubernetes"]

    subgraph NS1["Namespace: dev"]
        P1["Pod: frontend"]
        P2["Pod: backend"]
        S1["Service: api"]
    end

    subgraph NS2["Namespace: staging"]
        P3["Pod: frontend"]
        P4["Pod: backend"]
        S2["Service: api"]
    end

    subgraph NS3["Namespace: prod"]
        P5["Pod: frontend"]
        P6["Pod: backend"]
        S3["Service: api"]
    end

    CLUSTER --- NS1
    CLUSTER --- NS2
    CLUSTER --- NS3

    style NS1 fill:#e3f2fd
    style NS2 fill:#fff3e0
    style NS3 fill:#e8f5e9

Każdy Namespace to osobny “wirtualny klaster” — te same nazwy obiektów mogą istnieć w różnych Namespace’ach bez konfliktu.

Przebieg ćwiczenia

1. Utworzysz nową przestrzeń nazw
2. Nauczysz się przełączać między przestrzeniami
3. Utworzysz obiekty w różnych przestrzeniach
4. Poznasz sposoby wyświetlania i filtrowania obiektów
5. Nauczysz się usuwać przestrzenie nazw

Środowisko

Przed rozpoczęciem upewnij się, że:

• Masz działający klaster Kubernetes
• Masz zainstalowane narzędzie kubectl
• Masz odpowiednie uprawnienia do tworzenia namespaces

Zadanie 1: Podstawowe operacje na przestrzeniach nazw

1.1. Wyświetl istniejące przestrzenie nazw

kubectl get namespaces

Zobacz listę wszystkich przestrzeni nazw w klastrze

1.2. Utwórz nową przestrzeń nazw

kubectl create namespace dev-XX

Tworzy nową przestrzeń nazw o nazwie dev-XX. Zamień XX na numer podany przez prowadzącego

1.3. Sprawdź szczegóły przestrzeni nazw

kubectl describe namespace dev-XX

Zobacz szczegółowe informacje o utworzonej przestrzeni nazw

1.4. Wyświetl przestrzeń nazw w formacie YAML

kubectl get namespace dev-XX -o yaml

Zobacz pełną definicję przestrzeni nazw w formacie YAML

Zadanie 2: Praca z obiektami w przestrzeniach nazw

2.1. Utwórz pod w określonej przestrzeni nazw

kubectl run nginx-pod-XX --image=nginx:latest --namespace=dev-XX

Tworzy pod nginx w przestrzeni nazw dev-XX

2.2. Wyświetl pody w przestrzeni nazw

kubectl get pods --namespace=dev-XX

Lista podów w określonej przestrzeni nazw

2.3. Wyświetl pody ze wszystkich przestrzeni nazw

kubectl get pods --all-namespaces

Zobacz pody ze wszystkich przestrzeni nazw

2.4. Utwórz przestrzeń nazw z pliku YAML

cat <<EOF | kubectl apply -f -
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: test-XX
EOF

Tworzy przestrzeń nazw używając definicji YAML

Zadanie 3: Przełączanie kontekstu przestrzeni nazw

3.1. Ustaw domyślną przestrzeń nazw

kubectl config set-context --current --namespace=dev-XX

Ustawia dev-XX jako domyślną przestrzeń nazw dla bieżącego kontekstu

3.2. Sprawdź bieżący kontekst

kubectl config view --minify | grep namespace:

Pokazuje aktualnie ustawioną przestrzeń nazw

3.3. Wyświetl obiekty bez podawania namespace

kubectl get pods

Teraz pokazuje pody z domyślnej przestrzeni nazw (dev-XX)

Zadanie 4: Czyszczenie zasobów

4.1. Usuń pojedynczy pod z przestrzeni nazw

kubectl delete pod nginx-pod-XX --namespace=dev-XX

Usuwa określony pod z przestrzeni nazw

4.2. Usuń przestrzeń nazw

kubectl delete namespace dev-XX

Usuwa przestrzeń nazw i wszystkie obiekty w niej zawarte

4.3. Usuń wszystkie zasoby z przestrzeni nazw

kubectl delete all --all --namespace=test-XX

Usuwa wszystkie zasoby z przestrzeni nazw, ale zachowuje samą przestrzeń

4.4. Ustaw przestrzeń nazw test-XX jako domyślną

kubectl config set-context --current --namespace=test-XX

Najczęstsze problemy

Dobre praktyki

1. Używaj opisowych nazw przestrzeni
   • dev-XX dla rozwoju
   • prod-XX dla produkcji
   • test-XX dla testów
2. Stosuj etykiety (labels)

   kubectl label namespace dev-XX environment=development team=teamXX
   

3. Regularnie sprawdzaj zasoby

   kubectl get all --namespace=dev-XX
   

4. Dokumentuj przestrzenie nazw

   kubectl annotate namespace dev-XX description="Przestrzeń developerska dla zespołu XX"
   

Podsumowanie

• Przestrzenie nazw zapewniają izolację zasobów
• Każdy obiekt musi należeć do jakiejś przestrzeni nazw
• Nazwy obiektów muszą być unikalne w ramach przestrzeni nazw
• Usunięcie przestrzeni nazw usuwa wszystkie obiekty w niej zawarte
• Używaj suffiksu -XX dla unikalności nazw

Przydatne skróty i wskazówki

1. Krótsze polecenia z aliasami:

   alias kn='kubectl get namespaces'
   alias kgpn='kubectl get pods --namespace'
   

2. Szybkie przełączanie kontekstu:

   kubens dev-XX  # wymaga narzędzia kubens
   

3. Sprawdzanie zasobów w przestrzeni nazw:

   kubectl api-resources --namespaced=true
   kubectl api-resources --namespaced=false