K8s入门

K8s入门

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k8s介绍

1 kubernetes，简称 K8s，是用 8 代替 8 个字符“ubernete”而成的缩写。是一个开源 的，用于管理云平台中多个主机上的容器化的应用，Kubernetes 的目标是让部署容器化的 应用简单并且高效（powerful）,Kubernetes 提供了应用部署，规划，更新，维护的一种 机制。
2 传统的应用部署方式是通过插件或脚本来安装应用。这样做的缺点是应用的运行、配 置、管理、所有生存周期将与当前操作系统绑定，这样做并不利于应用的升级更新/回滚等 操作，当然也可以通过创建虚拟机的方式来实现某些功能，但是虚拟机非常重，并不利于 可移植性。
3 新的方式是通过部署容器方式实现，每个容器之间互相隔离，每个容器有自己的文件 系统 ，容器之间进程不会相互影响，能区分计算资源。相对于虚拟机，容器能快速部署， 由于容器与底层设施、机器文件系统解耦的，所以它能在不同云、不同版本操作系统间进 行迁移。容器占用资源少、部署快，每个应用可以被打包成一个容器镜像，每个应用与容器间 成一对一关系也使容器有更大优势，使用容器可以在 build 或 release 的阶段，为应用创 建容器镜像，因为每个应用不需要与其余的应用堆栈组合，也不依赖于生产环境基础结构， 这使得从研发到测试、生产能提供一致环境。类似地，容器比虚拟机轻量、更“透明”， 这更便于监控和管理。
4 Kubernetes 是 Google 开源的一个容器编排引擎，它支持自动化部署、大规模可伸缩、 应用容器化管理。在生产环境中部署一个应用程序时，通常要部署该应用的多个实例以便 对应用请求进行负载均衡。 在 Kubernetes 中，我们可以创建多个容器，每个容器里面运行一个应用实例，然后通 过内置的负载均衡策略，实现对这一组应用实例的管理、发现、访问，而这些细节都不需 要运维人员去进行复杂的手工配置和处理。

k8s功能概述

自动装箱：基于容器对应用运行环境的资源配置要求自动部署应用容器
自我修复(自愈能力)：当容器失败时，会对容器进行重启 当所部署的 Node 节点有问题时，会 对容器进行重新部署和重新调度 当容器未通过监控检查时，会关闭此容器直到容器正常运行时，才会对外提供服务
水平扩展：通过简单的命令、用户 UI 界面或基于 CPU 等资源使用情况，对应用容器进行规模扩大 或规模剪裁
服务发现：用户不需使用额外的服务发现机制，就能够基于 Kubernetes 自身能力实现服务发现和 负载均衡
滚动更新：可以根据应用的变化，对应用容器运行的应用，进行一次性或批量式更新
版本回退：可以根据应用部署情况，对应用容器运行的应用，进行历史版本即时回退
密钥和配置管理：在不需要重新构建镜像的情况下，可以部署和更新密钥和应用配置，类似热部署
存储编排：自动实现存储系统挂载及应用，特别对有状态应用实现数据持久化非常重要 存储系统可以来自于本地目录、网络存储(NFS、Gluster、Ceph 等)、公共云存储服务
批处理：提供一次性任务，定时任务；满足批量数据处理和分析的场景

k8s架构

1 master组件
apiserver: 集群统一入口，以restfu接口交给etcd存储
scheduler：节点调度，选择node节点应用部署
controller-manager：处理集群中常规后台任务，一个资源对应一个控制器
etcd:存储系统，用于保存集群中的数据
2 worker-node 工作节点
kubelet:master派到node节点的代表，管理本机容器
kube-proxy:提供网络代理，可以实现负载均衡

k8s核心概念

1 pod
最小部署单元、一组容器的集合，共享网络、生命周期是短暂的
2 controller
确保预期的pod数量
有状态应用部署
无状态应用部署
确保所有的node运行同一个pod
一次性执行或定时任务
3 service
定义一组pod的访问规则

服务器配置要求

测试环境
master --> 2c 4G 20G
ndoe --> 4c 8G 40G
生产环境
master --> 8c 16G 100G
node --> 16c 64G 200G

部署方式

1 kubeadm
Kubeadm 是一个 K8s 部署工具，提供 kubeadm init 和 kubeadm join，用于快速部 署 Kubernetes 集群。

官方地址：https://kubernetes.io/docs/reference/setup-tools/kubeadm/kubeadm/

2 二进制包的方式
从 github 下载发行版的二进制包，手动部署每个组件，组成 Kubernetes 集群。 Kubeadm 降低部署门槛，但屏蔽了很多细节，遇到问题很难排查。如果想更容易可 控，推荐使用二进制包部署 Kubernetes 集群，虽然手动部署麻烦点，期间可以学习很 多工作原理，也利于后期维护。

使用kubeadm搭建一个k8s集群

1 服务器准备
我准备了三台虚拟机，一台用作master,两台node

master	192.168.61.3
node1	192.168.61.5
node2	192.168.61.6

2 关闭防火墙

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld

3 关闭selinux

sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config # 永久
setenforce 0 # 临时

4 关闭swap

 sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab #永久
 swapoff -a # 临时

5 设置主机名

hostnamectl set-hostname

6 在masterr添加hosts

cat >> /etc/hosts << EOF 
192.168.61.3 k8s-master 
192.168.61.5 k8s-node1 
192.168.61.6 k8s-node2 
EOF

7 将桥接的 IPv4 流量传递到 iptables 的链

cat >> /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF 
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1 
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1 
EOF
sysctl --system # 生效

8 时间同步

yum install ntpdate -y
ntpdate time.windows.com

所有节点安装 Docker/kubeadm/kubelet

1 安装Docker

wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo -O /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo
yum -y install docker-ce-18.06.1.ce-3.el7
systemctl enable docker && systemctl start docker
docker -v

2 添加阿里云yum软件源

cat > /etc/docker/daemon.json << EOF 
{ "registry-mirrors": ["https://b9pmyelo.mirror.aliyuncs.com"] }
EOF

3 添加yum源

cat > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo << EOF 
[kubernetes] 
name=Kubernetes
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64 
enabled=1 
gpgcheck=0 
repo_gpgcheck=0 
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg 
EOF

4 安装 kubeadm，kubelet 和 kubectl

yum install -y kubelet-1.18.0 kubeadm-1.18.0 kubectl-1.18.0
systemctl enable kubelet

部署Kubernetes Master

1 在master节点上执行以下

kubeadm init  --apiserver-advertise-address=192.168.61.3  --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers --kubernetes-version v1.18.0  --service-cidr=10.96.0.0/12  --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 
# --apiserver-advertise-address 当前master节点ip
# --image-repository 镜像仓库地址
# --kubernetes-version 当前版本
# --service-cidr 设置k8s的service的虚拟ip网段
# --pod-network-cidr 设置k8s的pod网段   这些ip网段是k8s集群内部通信使用
# 这边执行完成 我的内存和cpu数分配的不够，报错了，我重新分配，重新运行就ok了

2 在master节点执行

mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

3 在node节点 执行下面，将node节点加入到master节点

kubeadm join 192.168.61.3:6443 --token i11o61.z8oe5ulbt23e6idx --discovery-token-ca-cert-hash sha256:c7c28e53ba197c754222d9483f201a4127ed6cb0ce579d0a5de8ee165fe49ba4

出现以下说明加入成功

查看是否加入成功 在master节点执行

kubectl get nodes

可以看到上面的master和ndoe节点状态都是NotReady,接下来我们让他变一下状态

4 在master节点上执行

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml

一直连接不上

The connection to the server raw.githubusercontent.com was refused - did you specify the right host or port?

网上说打开地址下载下来，很明显电脑也连不上，现在说下我的解决办法
打开这个

https://ip.tool.chinaz.com/raw.githubusercontent.com

在hosts 里面把这个ip配上

然后打开文件地址就可以打开了 下面是文件内容

---
kind: Namespace
apiVersion: v1
metadata:
  name: kube-flannel
  labels:
    pod-security.kubernetes.io/enforce: privileged
---
kind: ClusterRole
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: flannel
rules:
- apiGroups:
  - ""
  resources:
  - pods
  verbs:
  - get
- apiGroups:
  - ""
  resources:
  - nodes
  verbs:
  - get
  - list
  - watch
- apiGroups:
  - ""
  resources:
  - nodes/status
  verbs:
  - patch
- apiGroups:
  - "networking.k8s.io"
  resources:
  - clustercidrs
  verbs:
  - list
  - watch
---
kind: ClusterRoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: flannel
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: flannel
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: flannel
  namespace: kube-flannel
---
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: flannel
  namespace: kube-flannel
---
kind: ConfigMap
apiVersion: v1
metadata:
  name: kube-flannel-cfg
  namespace: kube-flannel
  labels:
    tier: node
    app: flannel
data:
  cni-conf.json: |
    {
      "name": "cbr0",
      "cniVersion": "0.3.1",
      "plugins": [
        {
          "type": "flannel",
          "delegate": {
            "hairpinMode": true,
            "isDefaultGateway": true
          }
        },
        {
          "type": "portmap",
          "capabilities": {
            "portMappings": true
          }
        }
      ]
    }
  net-conf.json: |
    {
      "Network": "10.244.0.0/16",
      "Backend": {
        "Type": "vxlan"
      }
    }
---
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: kube-flannel-ds
  namespace: kube-flannel
  labels:
    tier: node
    app: flannel
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: flannel
  template:
    metadata:
      labels:
        tier: node
        app: flannel
    spec:
      affinity:
        nodeAffinity:
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
            nodeSelectorTerms:
            - matchExpressions:
              - key: kubernetes.io/os
                operator: In
                values:
                - linux
      hostNetwork: true
      priorityClassName: system-node-critical
      tolerations:
      - operator: Exists
        effect: NoSchedule
      serviceAccountName: flannel
      initContainers:
      - name: install-cni-plugin
        #image: flannelcni/flannel-cni-plugin:v1.1.2 #for ppc64le and mips64le (dockerhub limitations may apply)
        image: docker.io/rancher/mirrored-flannelcni-flannel-cni-plugin:v1.1.2
        command:
        - cp
        args:
        - -f
        - /flannel
        - /opt/cni/bin/flannel
        volumeMounts:
        - name: cni-plugin
          mountPath: /opt/cni/bin
      - name: install-cni
       #image: flannelcni/flannel:v0.20.2 #for ppc64le and mips64le (dockerhub limitations may apply)
        image: docker.io/rancher/mirrored-flannelcni-flannel:v0.20.2
        command:
        - cp
        args:
        - -f
        - /etc/kube-flannel/cni-conf.json
        - /etc/cni/net.d/10-flannel.conflist
        volumeMounts:
        - name: cni
          mountPath: /etc/cni/net.d
        - name: flannel-cfg
          mountPath: /etc/kube-flannel/
      containers:
      - name: kube-flannel
       #image: flannelcni/flannel:v0.20.2 #for ppc64le and mips64le (dockerhub limitations may apply)
        image: docker.io/rancher/mirrored-flannelcni-flannel:v0.20.2
        command:
        - /opt/bin/flanneld
        args:
        - --ip-masq
        - --kube-subnet-mgr
        resources:
          requests:
            cpu: "100m"
            memory: "50Mi"
        securityContext:
          privileged: false
          capabilities:
            add: ["NET_ADMIN", "NET_RAW"]
        env:
        - name: POD_NAME
          valueFrom:
            fieldRef:
              fieldPath: metadata.name
        - name: POD_NAMESPACE
          valueFrom:
            fieldRef:
              fieldPath: metadata.namespace
        - name: EVENT_QUEUE_DEPTH
          value: "5000"
        volumeMounts:
        - name: run
          mountPath: /run/flannel
        - name: flannel-cfg
          mountPath: /etc/kube-flannel/
        - name: xtables-lock
          mountPath: /run/xtables.lock
      volumes:
      - name: run
        hostPath:
          path: /run/flannel
      - name: cni-plugin
        hostPath:
          path: /opt/cni/bin
      - name: cni
        hostPath:
          path: /etc/cni/net.d
      - name: flannel-cfg
        configMap:
          name: kube-flannel-cfg
      - name: xtables-lock
        hostPath:
          path: /run/xtables.lock
          type: FileOrCreate

将上面的内容做成一个yml文件，然后运行

kubectl apply -f xxx.yml

发现master和node节点 均已正常

kubectl get nodes

kubectl  get pods -n kube-system

测试一下

kubectl create deployment nginx --image=nginx
# 上面这个执行完，需要下载镜像，可以使用 kubectl get pods 查看状态，状态为Running 再执行后续
kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort
kubectl get pod,svc

然后访问nodeIP+端口