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

 

 

(2) 那 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

 

 

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) 那 Pod 的维护谁来做呢？那就是 ReplicaSet ，通过 selector 来进行管理

 

 

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 和 ReplicaSet 的状态如何维护和监测呢？ Deployment

 

 

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

 

 

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 的 service 要是能够有个名称就好了， Service

 

 

 

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

 

 

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

 

 

 

(9) 此时，我们把目光转移到由 3 个 Node 节点组成的 Master-Node 集群

 

 

(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

 

 

 

 

 

(11)不妨把这个图翻转一下方便查看

 

 

 

 

(12)官网K8S架构图

 

https://kubernetes.io/docs/concepts/architecture/cloud-controller/

 

 

 

 

 

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 和 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。