Kubernetes-K8S核心组件和单机版搭建【kubectl、minikube】(一)

K8S核心组件和架构图

K8S架构图 

K8S Docs Concepts https://kubernetes.io/docs/concepts/
 
 
(1) 先以 container 为起点, k8s 既然是容器编排工具,那么一定会有 container
Kubernetes-K8S核心组件和单机版搭建【kubectl、minikube】(一)_第1张图片
 
 
(2) k8s 如何操作这些 container 呢?从感性的角度来讲,得要有点逼格, k8s 不想直接操作 container,因为操作 container 的事情是 docker 来做的, k8s 中要有自己的最小操作单位,称之为 Pod
 
说白了,Pod就是一个或多个Container的组合
 
Kubernetes-K8S核心组件和单机版搭建【kubectl、minikube】(一)_第2张图片
 
看看官网怎么描述的 https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/pods/pod/
A Pod (as in a pod of whales or pea pod) is a group of one or more containers
(such as Docker containers),
with shared storage/network, and a specification for how to run the containers.
 
 
(3) Pod 的维护谁来做呢?那就是 ReplicaSet ,通过 selector 来进行管理
Kubernetes-K8S核心组件和单机版搭建【kubectl、minikube】(一)_第3张图片
 
 
看看官网怎么描述的 https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/controllers/replicaset/
 
 
A ReplicaSet is defined with fields, including a selector that specifies how to
identify Pods it can acquire, a number of replicas indicating how many Pods it
should be maintaining, and a pod template specifying the data of new Pods it
should create to meet the number of replicas criteria.
 
 
(4)Pod ReplicaSet 的状态如何维护和监测呢? Deployment
Kubernetes-K8S核心组件和单机版搭建【kubectl、minikube】(一)_第4张图片
 
 
官网是如何描述的 https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/controllers/deployment/
 
A Deployment controller provides declarative updates for Pods and ReplicaSets.
You describe a desired state in a Deployment, and the Deployment controller
changes the actual state to the desired state at a controlled rate. You can
define Deployments to create new ReplicaSets, or to remove existing Deployments
and adopt all their resources with new Deployments.
(5) 不妨把相同或者有关联的 Pod 分门别类一下,那怎么分门别类呢? Label
 
Kubernetes-K8S核心组件和单机版搭建【kubectl、minikube】(一)_第5张图片
 
官网是如何描述的 https://kubernetes.io/docs/concepts/overview/working-with-objects/labels/
 
Labels are key/value pairs that are attached to objects, such as pods.
(6) 具有相同 label service 要是能够有个名称就好了, Service
 
Kubernetes-K8S核心组件和单机版搭建【kubectl、minikube】(一)_第6张图片
 
 
看官网上怎么说 https://kubernetes.io/docs/concepts/services-networking/service/
 
An abstract way to expose an application running on a set of Pods as a network
service.
With Kubernetes you don’t need to modify your application to use an unfamiliar
service discovery mechanism. Kubernetes gives Pods their own IP addresses and a
single DNS name for a set of Pods, and can load-balance across them.
 
(7) 上述说了这么多, Pod 运行在哪里呢?当然是机器咯,比如一台 centos 机器,我们把这个机器 称作为Node
 
Kubernetes-K8S核心组件和单机版搭建【kubectl、minikube】(一)_第7张图片
 
看看官网怎么说 https://kubernetes.io/docs/concepts/architecture/nodes/
 
A node is a worker machine in Kubernetes, previously known as a minion. A node
may be a VM or physical machine, depending on the cluster. Each node contains
the services necessary to run pods and is managed by the master components.
(8) 难道只有一个 Node 吗?显然不太合适,多台 Node 共同组成集群才行嘛
 
画个图表示一下咯,最好能把之前的 Label Service 也一起画上去,整体感受一下
 
Kubernetes-K8S核心组件和单机版搭建【kubectl、minikube】(一)_第8张图片
 
 
(9) 此时,我们把目光转移到由 3 Node 节点组成的 Master-Node 集群
Kubernetes-K8S核心组件和单机版搭建【kubectl、minikube】(一)_第9张图片
 
 
(10) 这个集群要配合完成一些工作,总要有一些组件的支持吧?接下来我们来想想有哪些组件, 然后画一个相对完整的架构图
 
01-总得要有一个操作集群的客户端,也就是和集群打交道
kubectl

02-请求肯定是到达Master Node,然后再分配给Worker Node创建Pod之类的关键是命令通过kubectl过来之后,是不是要认证授权一下?

03-请求过来之后,Master Node中谁来接收?
APIServer

04-API收到请求之后,接下来调用哪个Worker Node创建Pod,Container之类的,得要有调度策略
Scheduler
[https://kubernetes.io/docs/concepts/scheduling/kube-scheduler/]

05-Scheduler通过不同的策略,真正要分发请求到不同的Worker Node上创建内容,具体谁负责?
Controller Manager

06-Worker Node接收到创建请求之后,具体谁来负责
Kubelet服务,最终Kubelet会调用Docker Engine,创建对应的容器[这边是不是也反应出一
点,在Node上需要有Docker Engine,不然怎么创建维护容器?]

07-会不会涉及到域名解析的问题?
DNS

08-是否需要有监控面板能够监测整个集群的状态?
Dashboard

09-集群中这些数据如何保存?分布式存储
ETCD

10-至于像容器的持久化存储,网络等可以联系一下Docker中的内容

 

 

Kubernetes-K8S核心组件和单机版搭建【kubectl、minikube】(一)_第10张图片
 
 
 
(11)不妨把这个图翻转一下方便查看
 
Kubernetes-K8S核心组件和单机版搭建【kubectl、minikube】(一)_第11张图片
 
 
 
(12)官网K8S架构图
 
https://kubernetes.io/docs/concepts/architecture/cloud-controller/
 
Kubernetes-K8S核心组件和单机版搭建【kubectl、minikube】(一)_第12张图片
 
 
 
 
小结 :有些小伙伴可能会想,有些组件知道它的作用了,有些有些模糊。没关系,目前我们只是停留在 理论层面的推断和分析,毕竟一点实际操作都没有,现在能够有个感性的认知就已经很不错了。
 
 

The Common Ways of Installing Kubernetes

 
 
The hard way
 
Kelsey Hightower https://github.com/kelseyhightower
 
 
 
在线 play-with-k8s
 
网址 https://labs.play-with-k8s.com/
 
This is a sandbox environment. Using personal credentials
is HIGHLY! discouraged. Any consequences of doing so, are
completely the user's responsibilites.

You can bootstrap a cluster as follows:

1. Initializes cluster master node:
kubeadm init --apiserver-advertise-address $(hostname -i)

2. Initialize cluster networking:
kubectl apply -n kube-system -f \
 "https://cloud.weave.works/k8s/net?k8s-version=$(kubectl version | base64
|tr -d '\n')"

3. (Optional) Create an nginx deployment:
kubectl apply -f
https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/website/master/content/en/examples/application/nginx-app.yaml

 

 
Cloud 上搭建
 
GitHub https://github.com/kubernetes/kops
 
 
企业级解决方案 CoreOS
 
coreos https://coreos.com/tectonic/
 
Minikube[Y]
 
K8S 单节点,适合在本地学习使用
 
官网 https://kubernetes.io/docs/setup/learning-environment/minikube/
GitHub https://github.com/kubernetes/minikube
 
 
kubeadm[Y]
 
本地多节点
 
GitHub https://github.com/kubernetes/kubeadm
 
 
 
使用 Minikube 搭建单节点 K8s
 
 
Windows
 
kubectl 官网 https://kubernetes.io/docs/tasks/tools/install-kubectl/#install-kubectl-on-windows
 
minikube 官网 https://kubernetes.io/docs/tasks/tools/install-minikube/
 
  • 选择任意一种虚拟化的方式
    • Hyper-V 
    
    • VirtualBox

     

  • 安装kubectl
    (1)根据官网步骤 [或] 直接下载: https://storage.googleapis.com/kubernetesrelease/release/v1.16.2/bin/windows/amd64/kubectl.exe
    
    (2)配置kubectl.exe所在路径的环境变量,使得cmd窗口可以直接使用kubectl命令
    
    (3)kubectl version检查是否配置成功

     

  • 安装minikube 
    (1)根据官网步骤 [或] 直接下载: https://github.com/kubernetes/minikube/releases/download/v1.5.2/minikube- windows-amd64.exe
     
    (2)修改minikube-windows-amd64.exe名称为minikube.exe
    
    (3)配置minikube所在路径的环境变量,使得cmd窗口可以直接使用minikube命令 
    
    (4)minikube version检查是否配置成功
  • 使用minikube创建单节点的k8s
    minikube start --vm-driver=virtualbox --image-repository=gcr.azk8s.cn/google-containers

     

  • 小结
​​​​
其实就是通过 minikube 创建一个虚拟机
这个虚拟机中安装好了单节点的 K8S 环境然后通过 kubectl 进行交互
 
 
# 创建K8S minikube start 
# 删除K8S minikube delete 
# 进入到K8S的机器中 minikube ssh 
# 查看状态 minikube status 
# 进入dashboard minikube dashboard

 

CentOS
 
kubectl 官网 https://kubernetes.io/docs/tasks/tools/install-kubectl/#install-kubectl-on-linux
 
minikube 官网 https://kubernetes.io/docs/tasks/tools/install-minikube/
 
 
  • 安装docker
  • 安装kubectl

https://kubernetes.io/docs/tasks/tools/install-kubectl/#install-kubectl-on-windows

# 01 下载
curl -LO "https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/$(curl -s https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/stable.txt)/bin/darwin/amd64/kubectl"

# 02 授权 
chmod +x ./kubectl 

# 03 添加到环境变量 
sudo mv ./kubectl /usr/local/bin/kubectl 

# 04 检查 
kubectl version
  • 安装minikube

https://kubernetes.io/docs/tasks/tools/install-minikube/

# 01 下载
wget https://github.com/kubernetes/minikube/releases/download/v1.5.2/minikube-linux-amd64 

# 02 配置环境变量 
sudo mv minikube-linux-amd64 minikube && chmod +x minikube && mv minikube /usr/local/bin/ 

# 03 检查
minikube version

 

  • 使用minikube创建单节点的k8s
minikube start --vm-driver=none --image-repository=gcr.azk8s.cn/google-containers

 

 
Mac OS
 
也是下载安装 kubectl minikube ,选择 virtualbox ,然后 minikube start ,就可以通过 kubectl 操作咯
 
 
 
 
先感受一下 Kubernetes
 
 
既然已经通过 Minikube 搭建了单节点的 Kubernetes ,不妨先感受一些组件的存在以及操作咯
 
 
 
查看连接信息
 
 
kubectl config view 
kubectl config get-contexts 
kubectl cluster-info

 

体验 Pod
 
 
1) 创建 pod_nginx.yaml
 
resources/basic/pod_nginx.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx
  labels:
    app: nginx
spec:
  containers:
  - name: nginx
    image: nginx
    ports:
    - containerPort: 80
(2) 根据 pod_nginx.yaml 文件创建 pod
 
kubectl apply -f pod_nginx.yaml
(3) 查看 pod
kubectl get pods 
kubectl get pods -o wide 
kubectl describe pod nginx
(4) 进入 nginx 容器
 
# kubectl进入 
kubectl exec -it nginx bash 

# 通过docker进入 
minikube ssh docker ps docker exec -it containerid bash
(5) 访问 nginx ,端口转发
 
# 若在minikube中,直接访问

# 若在物理主机上,要做端口转发
kubectl port-forward nginx 8080:80

 

(6) 删除 pod
kubectl delete -f pod_nginx.yaml

 

小结 :通过 Minikube ,我们使用 kubectl 操作单节点的 K8S ,而且也能感受到 pod 的创建和删除,包括
pod 中对应的容器,一切才刚刚开始,具体细节咱们先不聊,后面慢慢说。
 
 
 

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