Kubernetes集群（k8s）- 介绍和部署
目录
- 1. Kubernetes简介
- 1. k8s
- 1.2 Kubernetes的好处
- 1.3 kubernetes设计架构
- 1.4 kubernetes设计架构(2)
- 2. Kubernetes集群环境部署
- 2.1 基础实验环境
- 2.2 harbor仓库
- 2.3 关闭节点的selinux和iptables防火墙
- 3.4 所有节点安装docker
- 2.5 所有主机设置防火墙策略
- 2.6 在server1上传仓库认证文件到其他节点
- 2.7 所有节点创建dameon.json文件
- 2.8 所有节点禁用swap分区
- 2.9 配置k8s所需的yum源并上传到其他节点
- 3. 安装部署软件kubeadm
- 3.1 所有节点安装工具
- 3.2 查看默认配置信息
- 3.3 修改镜像仓库
- 3.4 上传仓库密钥和添加解析
- 3.5 上传和拉取镜像
- 3.6 初始化集群
- 3.7 节点扩容
- 3.8 安装flannel网络组件
- 3.9 配置kubectl
- 4. k8s删除和恢复节点
- 4.1 删除节点
- 4.2 恢复重新加入加入节点
1. Kubernetes简介
1. k8s
k8s是Kubernetes的简称，因为K和S之间有8个字母，所以才会被称为k8s。
k8s最初是在Google公司内部使用了10多年的技术，它的前身是叫做Borg（博格），直到2015年才被Google公司捐赠为开源项目。
在Docker 作为高级容器引擎快速发展的同时，在Google内部，容器技术已经应 用了很多年，Borg系统运行管理着成千上万的容器应用。
- Kubernetes项目来源于Borg，可以说是集结了Borg设计思想的精华，并且吸收 了Borg系统中的经验和教训。
- Kubernetes对计算资源进行了更高层次的抽象，通过将容器进行细致的组合， 将最终的应用服务交给用户。
1.2 Kubernetes的好处
• 隐藏资源管理和错误处理，用户仅需要关注应用的开发。
• 服务高可用、高可靠。
• 可将负载运行在由成千上万的机器联合而成的集群中
1.3 kubernetes设计架构
- Kubernetes主要由以下几个核心组件组成：
| etcd | 保存了整个集群的状态 |
|---|---|
| apiserver | 提供了资源操作的唯一入口，并提供认证、授权、访问控制、API注册和发现 等机制 |
| controller manager | 负责维护集群的状态，比如故障检测、自动扩展、滚动更新等 |
| scheduler | 负责资源的调度，按照预定的调度策略将Pod调度到相应的机器上 |
| kubelet | 负责维护容器的生命周期，同时也负责Volume（CVI）和网络（CNI）的管理 |
| Container runtime | 负责镜像管理以及Pod和容器的真正运行（CRI） |
| kube-proxy | 负责为Service提供cluster内部的服务发现和负载均衡 |
- 除了核心组件，还有一些推荐的Add-ons：
| kube-dns | 负责为整个集群提供DNS服务 |
|---|---|
| Ingress Controller | 为服务提供外网入口 |
| Heapster | 提供资源监控 |
| Dashboard | 提供GUI |
| Federation | 提供跨可用区的集群 |
| Fluentd-elasticsearch | 提供集群日志采集、存储与查询 |
1.4 kubernetes设计架构(2)
Kubernetes设计理念和功能其实就是一个类似Linux的分层架构
• 核心层：Kubernetes最核心的功能，对外提供API构建高层的应用，对内提供插件 式应用执行环境
• 应用层：部署（无状态应用、有状态应用、批处理任务、集群应用等）和路由（服 务发现、DNS解析等）
• 管理层：系统度量（如基础设施、容器和网络的度量），自动化（如自动扩展、动 态Provision等）以及策略管理（RBAC、Quota、PSP、NetworkPolicy等）
• 接口层：kubectl命令行工具、客户端SDK以及集群联邦
• 生态系统：在接口层之上的庞大容器集群管理调度的生态系统，可以划分为两个范 畴
• Kubernetes外部：日志、监控、配置管理、CI、CD、Workflow、FaaS、 OTS应用、ChatOps等
• Kubernetes内部：CRI、CNI、CVI、镜像仓库、Cloud Provider、集群自身 的配置和管理等
2. Kubernetes集群环境部署
k8s官网
https://kubernetes.io/docs/setup/production- environment/container-runtimes
2.1 基础实验环境
主机名 IP 功能
server1 172.25.11.101 harbor仓库主要给k8s节点提供镜像源
server2 172.25.11.102 k8s:master节点：4G运行内存2个CPU
server3 172.25.11.103 k8s:节点（node1）：2G运行内存2个CPU
server4 172.25.11.104 k8s:节点(node2)：2G运行内存2个CPU
2.2 harbor仓库
server1部署harbor仓库前面文章有具体部署过程
注意：最好配置（阿里云）镜像加速器（/etc/docker/daemon.json文件里面写入加速器地址），加快镜像下载速度，加速器地址就在aliyum镜像官网。
2.3 关闭节点的selinux和iptables防火墙
3.4 所有节点安装docker
软件包：在aliyun的开源镜像网站查找docker
containerd.io-1.2.13-3.1.el7.x86_64.rpm
docker-ce-19.03.8-3.el7.x86_64.rpm
docker-ce-cli-19.03.8-3.el7.x86_64.rpm
解决依赖性：https://centos.pkgs.org/7/centos-extras-armhfp/container-selinux-2.107-3.el7.noarch.rpm.html
container-selinux-2.77-1.el7.noarch.rpm 安装过程解决依懒性（注意版本号）
systemctl enable --now docker 启动服务并设置开机自启
2.5 所有主机设置防火墙策略
2.6 在server1上传仓库认证文件到其他节点
[root@server1 reg.westos.org]# pwd
/etc/docker/certs.d/reg.westos.org
[root@server1 reg.westos.org]# scp ca.crt server2/3/4：
2.7 所有节点创建dameon.json文件
systemctl restart docker 记得重启docker服务
复制到其他节点：scp /etc/docker/daemon.json server2/3/4
重启服务：systemctl restart docker
2.8 所有节点禁用swap分区
swapoff -a
vim /etc/fstab
#/dev/mapper/rhel-swap swap swap defaults 0 0
注释掉/etc/fstab文件中的swap定义
2.9 配置k8s所需的yum源并上传到其他节点
scp /etc/yum.repos.d/k8s.repo server2/3/4
3. 安装部署软件kubeadm
3.1 所有节点安装工具
| kubelet | 用来初始化集群的指令 |
|---|---|
| kubeadm | 在集群各个节点用来启动pod和容器 |
| kubectl | 用来与集群通信的命令工具（可以只装其中某一个节点；这里全装） |
3.2 查看默认配置信息
3.3 修改镜像仓库
默认从k8s.gcr.io上下载组件镜像，需要才可以，所以需要修改镜像仓库：
3.4 上传仓库密钥和添加解析
vim /etc/hosts
3.5 上传和拉取镜像
- 1. 修改仓库标签
for i in `docker images | grep aliyuncs| awk '{print $1":"$2}' | awk -F / '{print $3}'`;do docker
tag registry.aliyuncs.com/google_containers/$i reg.westos.org/library/$i ; done
修改镜像标签为server1的仓库路径
- 2. 上传镜像到私有仓库
先登录habor仓库
docker login westos.org
for i in `docker images | grep reg.westos.org`;do docker push reg.rwestos.org/library/$i; done
上传镜像到harbor仓库
for i in `docker images | grep aliyuncs | awk '{print $1":"$2}'`;do docker rmi $i; done
删除之前拉取的阿里云镜像
- 3. 拉取镜像
3.6 初始化集群
kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 --image-repository reg.westos.org/library 初始化集群集群
--pod-network-cidr=10.244.0.0/16：指定flannel网络组件时必须添加
cpu不能为单核，不然会失败。
生成token和哈希码：当其他节点想要加入集群时必须使用此参数 ;但是token值只有24h之后无法在使用，过期之后需要重新生成token值方便其他主机加入集群，哈希码是固定的
3.7 节点扩容
3.8 安装flannel网络组件
- master节点查看状态
kubectl get pod -n kube-system 必须全部为running时间稍有点缓慢耐心等待
- 其他节点server3 、4会自动拉取镜像
3.9 配置kubectl
在server1：master节点配置kubectl
useradd kubeadm 创建此用户并做权限下放
visudo 编辑权限下放
kubeadm ALL=(ALL) NOPASSWD: ALL
mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
若是使用超级用户将此.kube/config目录复制到root家目录下
配置kubectl命令补齐功能：
echo "source <(kubectl completion bash)" >> ~/.bashrc
- kubectl命令指南：
https://kubernetes.io/docs/reference/generated/kubectl/kubectl- commands
4. k8s删除和恢复节点
4.1 删除节点
[root@server2 ~]# kubectl drain server3 --delete-local-data --force --ignore-daemonsets 删除节点
node/server3 cordoned
WARNING: ignoring DaemonSet-managed Pods: kube-system/kube-flannel-ds-amd64-95cp4, kube-system/kube-proxy-cl7lr
node/server3 drained
[root@server2 ~]# kubectl get node 查看还存在集群当中
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
server2 Ready master 28h v1.18.4
server3 Ready,SchedulingDisabled 27h v1.18.4
server4 Ready 27h v1.18.4
[root@server2 ~]# kubectl delete node server3 彻底删除
node "server3" deleted
[root@server2 ~]# kubectl get node 查看已经删除
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
server2 Ready master 28h v1.18.4
server4 Ready 27h v1.18.4
4.2 恢复重新加入加入节点
[root@server3 ~]# kubeadm reset 清除之前加入的信息
按照刚开始加入节点的方式重新加入即可