k8s的基本概念

（一）k8s

1、k8s：自动部署，自动扩展和管理容器化部署的应用程序的一个开源系统

（1）k8s是负责自动化运维管理多个容器化程序的集群，是一个功能强大的容器编排工具

（2）k8s以分布式和集群化的方式进行容器管理

（3）版本：1.20版本

（4）k8s是Google的borg系统作为原型，后期经由go语言编写的开源软件

（5）网站

①官网：https://kubernetes.io

②源码包：https://github.com/kubernetes/kubernetes

2、k8s的优点

（1）传统的部署方式：一般意义上的二进制部署（安装、运行、运行维护）需要专业的人员，如果出现了故障还需要人工重新拉起来，如果任务量增大，只能水平的扩展（再部署一台）

（2）容器化部署：可以用dockerfile编写好的自定义的容器，随时基于镜像都可以进行，数量少还可以管理，数量一旦增加，管理起来太复杂，而且docker一般是单机运行，没有容灾（高可用）

（3）k8s部署：简单、高效的部署容器化的应用

3、k8s的作用

（1）解决了docker的单机部署和无法集群化的特点

（2）解决了随着容器数量的增加，对应增加的管理成本

（3）容器的高可用，提高了一种容器的自愈机制

（4）解决了容器没有预设模版，记忆无法快速、大规模部署，以及大规模的容器调度

（5）k8s提供了集中化配置管理的中心

（6）解决了容器的生命周期的管理工具，可以集中统一的管理容器

（7）提供了图形化工具，可以用图形化工具对容器进行管理

4、k8s是基于开源的容器集群管理系统，在docker容器技术的基础之上，为容器化的应用提供、部署、运行、资源调度、服务发现、动态伸缩等一系列完整的功能

5、k8s是大规模容器管理

（1）对docker等容器技术从应用的包——部署——运行——停止——销毁，全生命周期管理

（2）集群方式运行，跨机器的容器管理

（3）解决了docker的跨机器运行的网络问题

（4）k8s可以自动修复，使得整个容器集群可以在用户期待的状态下运行

（二）k8s的特性

1、弹性伸缩：可以基于命令，或者图形化界面基于CPU的使用情况，自动的对部署的程序进行扩容和缩容，以最小的成本运行服务

2、自我修复：节点故障时，可以重新启动失败的容器，替换和重新部署

3、自带服务发现和负载均衡：k8s为多个容器提供一个统一的访问入口（内部地址和内部的DNS名称），自动负载均衡关联的所有容器

4、自动发布和回滚：k8s采用滚动的策略更新应用（一个一个来），如果更新过程中出现问题，可以根据回滚点进行回滚

5、集中化配置管理和秘钥管理，k8s集群内的各个组件都是要进行密钥对验证，但是k8s的安全性不高，核心的组件（mysql、nginx等）最好不要部署在k8s上，k8s一般部署自定义应用

6、存储编排

（1）可以自动化的把容器部署在节点上

（2）也可以通过命令行或者yml文件（自定义pod，pod就是容器）实现指定节点部署

（3）也可以通过网络存储，NFS、gfs

7、对任务进行批次处理，提供一次性的任务，定时任务，满足需要批量处理和分析的场景

（三）k8s的核心组件（重点）

	作用
master组件（主节点）：
kube-apiserver	1、k8s集群之中每个组件都要靠密钥对来进行验证，组件之间的通信靠apiserver 2、API是应用接口服务，k8s的所有资源请求和调用操作都是靠kube-apiserver开完成 3、所有对象资源的增删改查和监听的操作都是kube-apiserver处理完成之后交给etcd来进行 4、kube-apiserver是k8s所有请求的入口服务，apiserver接受k8s的所有请求（命令行和图形化界面），然后根据用户的具体请求，通知对应的组件展示或者运行命令 5、APIserver相当于整个集群的大脑
kube-controller-manager	1、运行管理控制器：是k8s集群中处理常规任务的后台线程，是集群中所有资源对象的自动化控制中心 2、一个资源对应一个控制器，controller-manager负责管理这些控制器
node controller	节点控制器：负责节点的发现以及节点故障时的发现和响应
replication controller	副本控制器：控制关联pod的副本数，可以随时扩缩容
endpoints controller	断点控制器：监听service和对应pod的副本变化，端点就是服务暴露出的访问点，要访问这个服务，必须要知道他的endpoints，就是内部每个服务的IP地址+端口
service account和 roken controllers	服务账户和令牌控制：为命令控件创建默认账户和API访问令牌，也就是访问不同的命名空间
resourcequota controller	资源控制器：对命名空间的资源使用进行控制，也可以对单个pod的资源进行控制
namespace controller	命名空间的控制器：管理命名空间的生命周期
service controller	服务节点控制器：k8s集群和外部的主机之间的接口控制器
kube-scheduler	资源调度组件：根据调度算法为新创建的pod选择一个合适的node节点，可以理解为k8s的所有节点的调度器，部署和调度node
预先策略	人工定制，指定node
优先策略	限制条件，根据调度算法选择一个合适的node，node的节点的资源情况，node的资源控制的情况等等，选一个资源最富裕的、负载最小的node来部署
ETCD	k8s的存储服务（存储集群的所有信息），etcd分布式键值存储系统（key:value），k8s的关键配置和用户配置，先通过APIserver调用etcd当中的存储信息，然后再实施（这个集群当中，能对etcd存储进行对读写权限的，只有API-server）
node组件：
kubelet	1、node节点的监视器，以及master节点的通讯器，也可以理解为master在node节点上的一个眼线 2、kubelet会定时向API-server汇报自己的node上的运行服务的状态，API-server会把节点状态保存在etcd存储当中
	3、接受来自master节点的调度命令 4、如果发现自己的状态和master节点的状态不一致，会调用docker的接口，同步数据 5、对节点上容器的生命周期进行管理，保证节点上的镜像不会占满磁盘空间，对退出的容器的资源进行回收
kube-proxy	1、pod节点的网络代理，实现每个node节点上的网络代理，实现节点上的网络规划和四层负载的负载均衡、负责写入访问映射的规则（iptables-快淘汰），IPVS实现服务映射 2、pod不是容器，pod是基于容器创建的 3、本身不直接给pod提供网络代理，proxy是service资源 的载体，proxy代理的是service的地址 4、kube-proxy实际上代理的是pod的集群网络（虚拟网络），k8s的每个node节点上都有一个kube-proxy组件
docker	容器引擎，运行容器，负责本机的容器创建和管理
	1、k8s要创建pod时，kube-scheduler调度到节点上（node节点），节点上的kubelet指示docker启动特定的容器， 2、kubelet把容器的信息收集，发送给主节点，只需要在主节点发布指令，节点上的kubelet就会指示docker拉取镜像，启动或者停止容器
pod	1、pod运行在节点上的，是k8s当中创建或者部署的最小、最简单的基本单位，一个pod代表集群上正在运行的一个进程 2、同一个pod内的每个容器就是一个豌豆 3、pod是由一个或者多个容器组成，pod中的容器共享网络、存储和计算资源，可以部署在不同的docker主机上 4、一个pod里面可以运行多个容器，也可以是一个容器，在生产环境中，一般都是单个容器或者具有关联关系的多个容器组成一个pod
deployment	无状态应用部署，作用：管理和控制pod，以及replicaset副本数（运行几个容器），管控他的运行状态
replicaset	保证pod的副本数量，受控于deployment。
在k8s中，部署服务，实际上就是pod，deployment部署的服务就是pod，replicaset就是来定义pod的容器数量，可以保证pod的不可重复性，在当前的命名空间不可重复，不同的命名空间资源是隔离，名称可以重复，官方推荐使用deployment进行服务部署
daemonset	确保所有节点运行同一类的pod
statefulset	有状态应用部署
job	可以在pod中设置一次性任务，运行完即退出
cronjob	一直在运行的周期性任务
service（CLUSTER-IP）	1、在k8s集群中，每创建一个pod之后，都会为其中运行的容器分配一个集群内的IP地址，由于业务的变更，容器可能会发生变化，IP地址也会发生变化，service的作用就是提供整个pod对外统一的IP地址， 2、service就是一个网关（路由器），通过访问service就可以访问pod内部的容器集群 3、service能实现负载均衡和代理，kube-proxy来实现负载均衡，service是k8s微服务的核心，屏蔽了服务的细节，统一的对外暴露的端口，真正实现了微服务 4、service的流量调度：userspace（用户空间，已经废弃）、iptables（即将废弃）、ipvs（目前1.20都用ipvs）
label	标签，k8s特色管理方式，用于分类管理资源对象，label标签可以用户自定义（node、pod、service、namespace）
label选择器	等于、不等于，相当于使用定义的标签名
ingress	1、k8s集群对外暴露提供访问的接口（属于应用层），七层代理转发的是http请求，访问方式是http、https 2、service是四层转发，转发的是流量（重） https://www.guogi.com:80—ingress—service—pod—容器
namespace	1、在k8s上可以通过namespace来实现资源隔离，项目隔离 2、通过namespace可以把集群划分为多个资源不可共享的虚拟集群组，不同命名空间里面的资源名称可以重复

（四）基于https密钥对搭建docker-harbor

1、安装docker、docker-harbor和docker-compose

2、修改配置文件harbor.yml

（1）生成密钥对：openssl genrsa -des3 -out server.key 2048

openssl genrsa -des3 -out server.key 2048
openssl genrsa	生成密钥对RSA
-des3	加密的算法，triple DES加密的算法，生成的私钥进行加密
-out server.key	生成私钥文件
2048	密钥的位数是2048位

（2）生成证书签名的请求文件：openssl req -new -key server.key -out server.csr

（3）备份、清除原来的密钥对：openssl rsa -in server.key.old -out server.key

（4）生成签名证书：openssl x509 -req -days 1000 -in server.csr -signkey server.key -out server.crt

（4）登录：https://20.0.0.10

3、docker通过https连接，上传镜像

（1）创建目录：mkdir -p /etc/docker/certs.d/hub.test.com

（2）远程复制date目录下的文件：scp -r /data/ [email protected]:/

（3）任意拉取镜像：docker pull nginx

（4）修改配置文件

cp server.crt server.key server.csr /etc/docker/certs.d/hub.test.com/

vim /lib/systemd/system/docker.service

--insecure-registry=hub.test.com

（5）映射

（6）安装telnet，测试https通信：telnet hub.test.com 443

yum -y install telnet

（7）上传镜像

docker tag nginx:latest hub.test.com/library/nginx:hyde

docker login -u admin -p 123456 https://hub.test.com

docker push hub.test.com/library/nginx:hyde