Kubernetes(K8s)2020版 介绍与特点（1）

k8s基本介绍1

开源系统，

• 主要用于自动部署、扩容缩容 和 管理容器化应用。
• 它将诸多应用的容器分为若干个逻辑单元以便于管理和发现。
• kubernetes拥有着Google高负载生产环境的15年经验，并结合了社区的优秀思想和实践。

特性

• 自动化上线和回滚

• 服务发现与负载均衡

• 存储编排

• Secret 和配置管理

• 自动装箱

• 批量执行

• IPv4/IPv6 双协议栈

• 水平扩缩

• 自我修复

• 为扩展性设计

Kubernetes介绍2

Kubernetes官网：https://kubernetes.io/

在Kubernetes中，service是核心，我们并不需要太多关心kubernetes里面是怎么工作的，我们只需要关心它给我们提供什么service。就像docker容器可以提供一个mysqld的服务、web服务等。

它需要拥有一个唯一的名字、以及ip:port来对外提供服务。提供service的是容器，为了保证service的高可用，提供service的容器不能只有一个，需要一组，

• 这一组容器我们把它叫做pod。pod是kubernetes最基本的操作单元。

为了实现service和pod之间的管理，

• 又有了标签（label）的概念，
• 我们把功能相同的pod设定为同一个标签。比如，可以把所有提供mysql服务的pod打上标签name=mysql，这样mysql service要作用于所有包含name=mysql标签的pod上。

pod运行在Node上，

• Node可以是一台物理机，也可以是虚拟机。
• 通常一个Node上会运行几百个pod，
• 每个pod里运行着一个特殊的容器，叫做Pause，其它容器叫做业务容器，
• 业务容器共享Pause容器的网络栈和Volume挂载卷，因此同一个pod内的业务容器之间的通信和数据交换更为高效。

在集群管理方面，kubernetes将集群中的机器划分为

• 一个Master节点和一群工作节点Node，
• 其中Master上运行着kube-apiserver、kube-controller-manager、kube-scheduler，
• 他们实现了资源管理、pod调度、弹性伸缩、安全控制、系统监控、纠错等功能。
• Node是工作节点，运行应用程序，提供服务。
• Node上的最小单元是pod，Node上运行着kubernetesd的kubelet、kube-proxy服务进程，
• 它们负责pod的创建、启动、监控、重启、销毁，已经实现负载均衡。

扩容和升级需要一个关键的东西，Replication controller（RC），RC需要包含3个关键信息：

1）目标pod的定义

2）目标pod需要运行的副本数量（replicas）

3）要监控的目标pod的标签（Label）

工作过程：RC里需要定义好3个指标，kubernetes会根据RC定义的Label筛选出对应的pod，并实时监控其状态和数量，

• 当实例数量少于定义的副本数（replicas）时，则会根据RC定义的pod模板来创建新的pod，
• 然后将此pod调度到合适的Node上启动并运行。整个过程完全自动化，无需人工干涉。

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原文链接：https://blog.csdn.net/miss1181248983/article/details/87365021

• ip:port来对外提供服务
• 一组容器我们把它叫做pod
• pod是kubernetes最基本的操作单元
• service和pod之间的管理，是：标签（label）的概念，
• 功能相同的pod设定为同一个标签，
  • mysql服务的pod打上标签name=mysql
• pod运行在Node上，node是物理或虚拟机

前置知识

• pod 最小的部署的单元
• controller 有/无状态，一次 定时 任务，守护进程
• service ingress 对外暴露端口
• RBAC 安全控制模型
• helm 类似linux yum 下载工具
• yaml 持久化存储

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。

2.2 K8s 功能:
（1）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
（2）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
（3）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
（3）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
（4）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
（5）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
（6）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。
（7）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
（8）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

自我修复：

• 当服务完全启动之后，才对外提供访问

2.3 应用部署架构分类
(1) 无中心节点架构
GlusterFS
(2) 有中心节点架构
HDFS
K8S

• Scheduler 公交车什么时间 发什么车

• Controller-manager 控制管理 订单应用的 一个controller

• master node

  • api server
  • scheduler
  • controller-manager
  • etcd

• node

  • kube let
  • kube-proxy

核心概念

• Docker 运行容器 等

• Pod里面有很多容器

• 无状态，直接可以使用

• 有状态，需要特定条件。 （依赖存储，网络ID 唯一）

• 订单 访问 订单节点的pod，购物车 访问

• 通过service统一入口进行访问，由controller创建pod部署

集群搭建

二、kubernetes 集群搭建(kubeadm 方式)
1、前置知识点
目前生产部署 Kubernetes 集群主要有两种方式：
（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
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。

2、kubeadm 部署方式介绍
kubeadm 是官方社区推出的一个用于快速部署 kubernetes 集群的工具，这个工具能通
过两条指令完成一个 kubernetes 集群的部署：

第一、创建一个 Master 节点 kubeadm init
第二， 将 Node 节点加入到当前集群中 $ kubeadm join

• 搭建集群方式
   Kubeadm
   二进制包

yum install wget

# 关闭防火墙
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld

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

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

# 根据规划设置主机名
hostnamectl set-hostname 

# 在master添加hosts
cat >> /etc/hosts << EOF
192.168.44.146 k8smaster
192.168.44.145 k8snode1
192.168.44.144 k8snode2
EOF

# 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

# 时间同步
yum install ntpdate -y
ntpdate time.windows.com

• nmtui 配置网卡

时间同步的正确方式：

建议：在系统安装时设置网络，并开启网络时间同步，则下面就不需要了。可以加入多个server。

CentOS 8中已经无法安装ntpdate

使用了chrony模块。同步网络时间很简单。
修改配置加入网络时间，当然，可以加入多个server服务器

vim /etc/chrony.conf
注释： #pool 2.centos.pool.XXX
加入：
server 210.72.145.44 iburst
server ntp.aliyun.com iburst

重新加载配置
systemctl restart chronyd.service

时间同步
chronyc sources -v