kubernetes,是一个全新的基于容器技术的分布式架构领先方案,是谷歌严格保密十几年的秘密武器----Borg系统的一个开源版本,于2014年9月发布第一个版本,2015年7月发布第一个正式版本。
kubernetes的本质是一组服务器集群,它可以在集群的每个节点上运行特定的程序,来对节点中的容器进行管理。目的是实现资源管理的自动化,主要提供了如下的主要功能:
kubernetes组件
一个kubernetes集群主要是由**控制节点(master)、工作节点(node)**构成,每个节点上都会安装不同的组件。
ApiServer : 资源操作的唯一入口,接收用户输入的命令,提供认证、授权、API注册和发现等机制
Scheduler : 负责集群资源调度,按照预定的调度策略将Pod调度到相应的node节点上
ControllerManager : 负责维护集群的状态,比如程序部署安排、故障检测、自动扩展、滚动更新等
Etcd :负责存储集群中各种资源对象的信息
Kubelet : 负责维护容器的生命周期,即通过控制docker,来创建、更新、销毁容器
KubeProxy : 负责提供集群内部的服务发现和负载均衡
Docker : 负责节点上容器的各种操作
下面,以部署一个nginx服务来说明kubernetes系统各个组件调用关系:
首先要明确,一旦kubernetes环境启动之后,master和node都会将自身的信息存储到etcd数据库中
一个nginx服务的安装请求会首先被发送到master节点的apiServer组件
apiServer组件会调用scheduler组件来决定到底应该把这个服务安装到哪个node节点上
在此时,它会从etcd中读取各个node节点的信息,然后按照一定的算法进行选择,并将结果告知apiServer
apiServer调用controller-manager去调度Node节点安装nginx服务
kubelet接收到指令后,会通知docker,然后由docker来启动一个nginx的pod
pod是kubernetes的最小操作单元,容器必须跑在pod中至此,
一个nginx服务就运行了,如果需要访问nginx,就需要通过kube-proxy来对pod产生访问的代理
这样,外界用户就可以访问集群中的nginx服务了
目前生产部署Kubernetes 集群主要有两种方式:
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/
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。
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:
创建一个Master 节点kubeadm init
将Node 节点加入到当前集群中$ kubeadm join
在开始之前,部署Kubernetes 集群机器需要满足以下几个条件:
角色 IP地址 | 安装组件 |
---|---|
master01 192.168.230.200 | docker,kubectl,kubeadm,kubelet |
node01 192.168.230.201 | docker,kubectl,kubeadm,kubelet |
node02 192.168.230.202 | docker,kubectl,kubeadm,kubelet |
此方式下安装kubernetes集群要求Centos版本要在7.5或之上
[root@master ~]# cat /etc/redhat-release
Centos Linux 7.5.1804 (Core)
为了方便集群节点间的直接调用,在这个配置一下主机名解析,企业中推荐使用内部DNS服务器
主机名成解析 编辑三台服务器的/etc/hosts文件,添加下面内容
192.168.230.200 master01
192.168.230.201 node01
192.168.230.202 node02
kubernetes要求集群中的节点时间必须精确一直,这里使用chronyd服务从网络同步时间
企业中建议配置内部的会见同步服务器
启动chronyd服务
[root@master ~]# systemctl start chronyd
[root@master ~]# systemctl enable chronyd
[root@master ~]# date
kubernetes和docker 在运行的中会产生大量的iptables规则,为了不让系统规则跟它们混淆,直接关闭系统的规则
1 关闭firewalld服务
[root@master ~]# systemctl stop firewalld
[root@master ~]# systemctl disable firewalld
2 关闭iptables服务
[root@master ~]# systemctl stop iptables
[root@master ~]# systemctl disable iptables
selinux是linux系统下的一个安全服务,如果不关闭它,在安装集群中会产生各种各样的奇葩问题
编辑 /etc/selinux/config 文件,修改SELINUX的值为disable
注意修改完毕之后需要重启linux服务
SELINUX=disabled
swap分区指的是虚拟内存分区,它的作用是物理内存使用完,之后将磁盘空间虚拟成内存来使用,启用swap设备会对系统的性能产生非常负面的影响,因此kubernetes要求每个节点都要禁用swap设备,但是如果因为某些原因确实不能关闭swap分区,就需要在集群安装过程中通过明确的参数进行配置说明
编辑分区配置文件/etc/fstab,注释掉swap分区一行
注意修改完毕之后需要重启linux服务
vim /etc/fstab
注释掉 /dev/mapper/centos-swap swap
# /dev/mapper/centos-swap swap
修改linux的内核采纳数,添加网桥过滤和地址转发功能
vim /etc/sysctl.d/kubernetes.conf #编辑该文件,添加如下配置:
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.ipv4.ip_forward = 1
重新加载配置
[root@master ~]# sysctl -p
加载网桥过滤模块
[root@master ~]# modprobe br_netfilter
查看网桥过滤模块是否加载成功
[root@master ~]# lsmod | grep br_netfilter
在Kubernetes中Service有两种带来模型,一种是基于iptables的,一种是基于ipvs的两者比较的话,ipvs的性能明显要高一些,但是如果要使用它,需要手动载入ipvs模块
1.安装ipset和ipvsadm
[root@master ~]# yum install ipset ipvsadmin -y
2.添加需要加载的模块写入脚本文件
[root@master ~]# cat < /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules
#!/bin/bash
modprobe -- ip_vs
modprobe -- ip_vs_rr
modprobe -- ip_vs_wrr
modprobe -- ip_vs_sh
modprobe -- nf_conntrack_ipv4
EOF
3.为脚本添加执行权限
[root@master ~]# chmod +x /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules
4.执行脚本文件
[root@master ~]# /bin/bash /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules
5.查看对应的模块是否加载成功
[root@master ~]# lsmod | grep -e ip_vs -e nf_conntrack_ipv4
1、切换镜像源
cd /etc/yum.repos.d/ #先进入镜像源目录
然后下载阿里云的docker镜像源 docker-ce.repo到当前目录
[root@master ~]# wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo -O /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo
2、查看当前镜像源中支持的docker版本
[root@master ~]# yum list docker-ce --showduplicates
3、安装特定版本的docker-ce
必须制定–setopt=obsoletes=0,否则yum会自动安装更高版本
[root@master ~]# yum install --setopt=obsoletes=0 docker-ce-18.06.3.ce-3.el7 -y
4、添加一个配置文件
#Docker 在默认情况下使用Vgroup Driver为cgroupfs,而Kubernetes推荐使用systemd来替代cgroupfs
[root@master ~]# mkdir /etc/docker
[root@master ~]# cat < /etc/docker/daemon.json
{
"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
"registry-mirrors": ["https://kn0t2bca.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF
5、启动dokcer
[root@master ~]# systemctl restart docker
[root@master ~]# systemctl enable docker
1、由于kubernetes的镜像在国外,速度比较慢,这里切换成国内的镜像源
2、编辑/etc/yum.repos.d/kubernetes.repo,添加下面的配置
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgchech=0
repo_gpgcheck=0
gpgkey=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg
http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
3、安装kubeadm、kubelet和kubectl
[root@master ~]# yum install --setopt=obsoletes=0 kubeadm-1.17.4-0 kubelet-1.17.4-0 kubectl-1.17.4-0 -y
4、配置kubelet的cgroup
#编辑/etc/sysconfig/kubelet, 添加下面的配置
KUBELET_CGROUP_ARGS="--cgroup-driver=systemd"
KUBE_PROXY_MODE="ipvs"
5、设置kubelet开机自启
[root@master ~]# systemctl enable kubelet
2.6.11 准备集群镜像
在安装kubernetes集群之前,必须要提前准备好集群需要的镜像,所需镜像可以通过下面命令查看
[root@master ~]# kubeadm config images list
下载镜像
此镜像kubernetes的仓库中,由于网络原因,无法连接,下面提供了一种替换方案,直接在三台机子上输入该命令
images=(
kube-apiserver:v1.17.4
kube-controller-manager:v1.17.4
kube-scheduler:v1.17.4
kube-proxy:v1.17.4
pause:3.1
etcd:3.4.3-0
coredns:1.6.5
)
for imageName in ${images[@]};do
docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/$imageName
docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/$imageName k8s.gcr.io/$imageName
docker rmi registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/$imageName
done
集群初始化前强烈建议先把每台虚拟机拍下快照,因为初始化过程可能出现各种奇奇怪怪的故障,可自行复制报错内容到网上查找解决方案,如果没法解决就直接恢复快照吧
下面的操作只需要在master节点上执行即可,须修改成本机IP
创建集群
[root@master ~]# kubeadm init \
--apiserver-advertise-address=192.168.230.200 \
--image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
--kubernetes-version=v1.17.4 \
--service-cidr=10.96.0.0/12 \
--pod-network-cidr=10.244.0.0/16
创建必要文件
[root@master ~]# mkdir -p $HOME/.kube
[root@master ~]# sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
[root@master ~]# sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
kubeadm join 192.168.230.200:6443 --token awk15p.t6bamck54w69u4s8 \
--discovery-token-ca-cert-hash sha256:a94fa09562466d32d29523ab6cff122186f1127599fa4dcd5fa0152694f17117
以上两步执行完毕后在master上查看节点信息
[root@master ~]# kubectl get nodes
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
master NotReady master 6m v1.17.4
node1 NotReady 22s v1.17.4
node2 NotReady 19s v1.17.4
下载网络插件yml文件(需网络能访问海外网站才行)
wget https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml
由于外网不好访问,如果出现无法访问的情况,可以可直接使用我网盘分享的文件, 文件名是kube-flannel.yml,放到该位置:/root/kube-flannel.yml
文件内容为:
https://github.com/flannel-io/flannel/tree/master/Documentation/kube-flannel.yml
链接: https://pan.baidu.com/s/167j-ZPwsgp_PmsngllLXMQ?pwd=yxew 提取码: yxew 复制这段内容后打开百度网盘手机App,操作更方便哦
使用配置文件启动fannel
kubectl apply -f kube-flannel.yml
等待它安装完毕,等待一分钟左右再查看, 发现集群的状态已经是Ready了~(成功)
重启kubelet
systemctl restart kubelet
重启docker
systemctl restart docker
#在master节点之外的节点进行操作
kubeadm reset
systemctl stop kubelet
systemctl stop docker
rm -rf /var/lib/cni/
rm -rf /var/lib/kubelet/*
rm -rf /etc/cni/
ifconfig cni0 down
ifconfig flannel.1 down
ifconfig docker0 down
ip link delete cni0
ip link delete flannel.1
重启kubelet
systemctl restart kubelet
重启docker
systemctl restart docker
下载yaml,并运行Dashboard
下载yaml
[root@k8s-master01 ~]# wget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v2.0.0/aio/deploy/recommended.yaml
修改kubernetes-dashboard的Service类型
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
labels:
k8s-app: kubernetes-dashboard
name: kubernetes-dashboard
namespace: kubernetes-dashboard
spec:
type: NodePort # 新增
ports:
- port: 443
targetPort: 8443
nodePort: 30009 # 新增
selector:
k8s-app: kubernetes-dashboard
部署
[root@k8s-master01 ~]# kubectl create -f recommended.yaml
查看namespace下的kubernetes-dashboard下的资源
[root@master ~]# kubectl get pod,svc -n kubernetes-dashboard
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
pod/dashboard-metrics-scraper-c79c65bb7-bqjbt 1/1 Running 0 14s
pod/kubernetes-dashboard-56484d4c5-nd2kq 0/1 ContainerCreating 0 14s
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
service/dashboard-metrics-scraper ClusterIP 10.100.57.155 8000/TCP 14s
service/kubernetes-dashboard NodePort 10.102.50.206 443:30009/TCP 14s
2)创建访问账户,获取token
创建账号
[root@k8s-master01-1 ~]# kubectl create serviceaccount dashboard-admin -n kubernetes-dashboard
授权
[root@k8s-master01-1 ~]# kubectl create clusterrolebinding dashboard-admin-rb --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kubernetes-dashboard:dashboard-admin
获取账号token
[root@k8s-master01 ~]# kubectl get secrets -n kubernetes-dashboard | grep dashboard-admin
复制时注意修改下中加生成的 dashboard-admin-token-ch4g6
[root@k8s-master01 ~]# kubectl describe secrets dashboard-admin-token-ch4g6 -n kubernetes-dashboard
3)通过浏览器访问Dashboard的UI
https://192.168.230.200:30009/#/login