Kubernetes学习（三）

z1.2 Kubernetes基本架构与常用术语

    Kubernetes（k8s）是自动化容器操作的开源平台，这些操作包括部署，调度和节点集群间扩展。

Kubernetes主要核心组件：

        ectd：保存整个集群的状态；

        apiserver：提供资源操作的唯一入口，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，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；

1.2.1 Cluster

    Cluster是计算、存储和网络资源的集合，Kubernetes利用这些资源运行各种基于容器的应用。

    kubernetes Cluster由Mater和Node组成，节点上运行着若干Kubernetes服务。

1.2.1 Master

    Kubernetes中的Master是一台运行Kubernetes的主机，可以是物理机也可以是虚拟机，它是Kubernetes集群中的控制节点，它负责完成整个Kubernetes集群的创建、管理和控制，在Kubernetes集群中必不可少。

我们默认只能在Master上使用kubectl工具完成Kubernetes具体的操作命令，如果Master宕机或是离线，我们所有的控制命令都会失效。因此Master非常重要，在生产环境中，Master一般会配置高可用集群服务解决其单点故障问题。

Kubernetes 1.4 开始Master上的关键服务都是以Docker 容器实例的方式运行的，包括etcd服务。具体服务和其功能如下：

Kubernetes API Server （ kube-apiserver），为kubernetes客户端提供HTTP Rest API接口的关键服务，是kubernetes中对象资源增、删、查、改等操作的唯一入口，同时也是kubernetes集群控制的入口。

Kubernetes Controller Manager （ kube-controller-manager），为Kubernetes提供统一的自动化控制服务。

Kubernetes Scheduler （kube-scheduler），为Kubernetes提供资源调度的服务，统一分配资源对象。

Etcd Server（etcd），为Kubernetes保存所有对象的键值对数据信息。

 1.2.2 Node

    在Kubernetes集群中，除了Master之外其它运行Kubernetes服务的主机称之为Node，在早期Kubernetes中称其为Minion。Node也可以是物理机或虚拟机。Node是Kubernetes集群中任务的负载节点，Master经过特殊设置后也可以作为Node负载任务。Kubernetes一般是由多个Node组成的，我们建议Node的数量是N+2的。

    Node节点通过kubelet服务向Master注册，可以实现动态的在Kubernetes集群中添加和删除负载节点。已加入Kubernetes集群中的Node节点还会通过kubelet服务动态的向Master提交其自身的资源信息。

1.2.3 Pod

    在Kubenetes中所有的容器均在Pod中运行，一个Pod可以承载一个或者多个相关的容器。同一个Pod中的容器会部署在同一个物理机器上并且能够共享资源,Pod是Kubernetes的基本操作单元，把相关的一个或多个容器构成一个Pod，通常Pod里的容器运行相同的应用，在Kubernetes集群中，一个Pod中的容器可以和另一个Node上的Pod容器直接通讯。

1.2.4 Service

Kubernetes Service定义了外界访问一组特定Pod的方式，Service有自己的I和端口号，Service为Pod提供了负载均衡。

1.2.5 Replication Controller

    Replication Controller确保任何时候Kubernetes集群中有指定数量的Pod副本(replicas)在运行， 如果少于指定数量的Pod副本(replicas)，Replication Controller会启动新的容器（Container），反之会杀死多余的以保证数量不变。Replication Controller使用预先定义的Pod模板创建pods，一旦创建成功，Pod模板和创建的Pod没有任何关联，可以修改Pod模板而不会对已创建Pod有任何影响。也可以直接更新通过Replication Controller创建的pod。对于利用pod模板创建的pod，Replication Controller根据标签选择器（Label Selector）来关联，通过修改Pod的Label可以删除对应的Pod。

Replication Controller的定义包含如下的部分：

Pod的副本数目（Replicas）

用于筛选Pod的标签选择器（Label Selector）

用于创建Pod的标准配置模板（Template）

1.2.6 Label

    Label用来给Kubernetes中的对象分组。Label通过设置键值对（key-value）方式在创建Kubernetes对象的时候附属在对象之上。一个Kubernetes对象可以定义多个Labels（key=value），并且key和value均由用户自己指定，同一组Label（key=value）可以指定到多个Kubernetes对象，Label可以在创建Kubernetes对象时设置，也可以在对象创建后通过kubectl或kubernetes api添加或删除。其他Kubernetes对象可以通过标签选择器（Label Selector）选择作用对象。你可以把标签选择器（Lebel Selector）看作关系查询语言（SQL）语句中的where条件限定词。

    Lable实现的是将指定的资源对象通过不同的Lable进行捆绑，灵活的实现多维度的资源分配、调度、配置和部署。

2. Kubernetes集群

2.1 Master

2.1.1 etcd

[root@dpan ~]# vim /usr/lib/systemd/system/etcd.service

[Unit] Description=Etcd Server After=network.target [Service] Type=simple WorkingDirectory=/var/lib/etcd/ EnvironmentFile=-/etc/etcd/etcd.conf # set GOMAXPROCS to number of processors ExecStart=/usr/bin/etcd Restart=on-failure [Install] WantedBy=multi-user.target

[root@dpan ~]# systemctl daemon-reload

[root@dpan ~]# systemctl  enable etcd.service

[root@dpan ~]# mkdir -p /var/lib/etcd/

[root@dpan ~]# systemctl start etcd.service

[root@dpan ~]# etcdctl cluster-health

member 8e9e05c52164694d is healthy: got healthy result from http://localhost:2379

cluster is healthy

2.1.2 apiserver 

vi /etc/kubernetes/apiserver

KUBE_API_ARGS="--storage-backend=etcd3 --etcd-servers=http://127.0.0.1:2379 --insecure-bind-address=0.0.0.0 --insecure-port=8080 --service-cluster-ip-range=169.169.0.0/16 --servicce-node-port-range=1-65535 --admission-control=NamespaceLifecycle,NamespaceExists,LimitRanger,SecurityContextDeny,ServiceAccount,DefaultStorageClass,ResourceQuota --logtostderr=true --log-dir=/var/log/kubernetes --v=2

[root@dpan ~]# systemctl enable kube-apiserver.service

[root@dpan ~]# systemctl start kube-apiserver

2.1.3  controller-manager 

vi /etc/kubernetes/controller-manager 

KUBE_CONTROLLER_MANAGER_ARGS="--master=http://192.168.0.23:8080 --logtostderr=true --log-dir=/var/log/kubernetes --v=2"

[root@dpan ~]# systemctl enable kube-controller-manager.service

[root@dpan ~]# systemctl start kube-controller-manager.service

2.1.4  scheduler

vi /etc/kubernetes/scheduler

KUBE_SCHEDULER_ARGS="--master=http://192.168.0.23:8080 --logtostderr=true --log-dir=/var/log/kubernetes --v=2" ~ KUBE_SCHEDULER_ARGS="--master=http://192.168.0.23:8080 --logtostderr=true --log-dir=/var/log/kubernetes --v=2" ~

[root@dpan ~]# systemctl enable kube-scheduler.service [root@dpan ~]# systemctl start kube-scheduler.service

2.2 Node

2.2.1 kubelet

vi /usr/lib/systemd/system/kubelet.service

[Unit] Description=Kubernetes Kubelet Server Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes After=docker.service Requires=docker.service [Service] WorkingDirectory=/var/lib/kubelet EnvironmentFile=-/etc/kubernetes/kubelet ExecStart=/usr/bin/kubelet $KUBELET_ARGS Restart=on-failure KillMode=process [Install] WantedBy=multi-user.target

mkdir /var/lib/kubelet

mkdir /etc/kubernetes

vi /etc/kubernetes/kubelet

KUBELET_ARGS="--kubeconfig=/etc/kubernetes/kubeconfig --hostname-override=192.168.0.24 --logtostderr=false --log-dir=/var/log/kubernetes --v=2 "

[root@epan ~]# vi /etc/kubernetes/kubeconfig 

[root@epan ~]# systemctl enable kubelet

[root@epan ~]# systemctl start kubelet

2.2.2  proxy 

vi /usr/lib/systemd/system/kube-proxy.service

[Unit] Description=Kubernetes Kube-Proxy Server Documentation=https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes After=network.service Requires=network.service [Service] EnvironmentFile=-/etc/kubernetes/proxy ExecStart=/usr/bin/kube-proxy $KUBE_PROXY_ARGS Restart=on-failure LimitNOFILE=65536 KillMode=process [Install] WantedBy=multi-user.target ~

[root@epan ~]# vi /etc/kubernetes/proxy

KUBE_PROXY_ARGS="--master=http://192.168.0.23:8080 --hostname-override=192.168.0.24 --logtostderr=true --log-dir=/var/log/kubernetes --v=2"

[root@epan ~]# systemctl enable kube-proxy

[root@epan ~]# systemctl start kube-proxy

2.2.3 Node启动

[root@epan ~]# systemctl daemon-reload

[root@epan ~]# systemctl enable kubelet

[root@epan ~]# systemctl start kubelet

[root@epan ~]# systemctl status kubelet

[root@epan ~]# systemctl enable kube-proxy

[root@epan ~]# systemctl start kube-proxy

[root@epan ~]# systemctl status kube-proxy