入门篇

架构与组件

来源于网络

管理节点 master

API server

集群的统一入口，各个组件的协调者，Restful的形式提供接口服务。所有对象的增删改查和监听操作都交给Api Server处理后，存储在Etcd中

Controller-manager

处理常规后台任务：容器的部署、扩容副本、服务升级等，一个资源对应一个congtroller。比如一个Pod有3个副本，一个挂掉了，就会再创建一个）， ControllerManager就是管理这些controller。

Scheduler

根据调度算法将创建的Pod调度到适合的机器节点上，比如按照容器数量调度等等

Etcd

分布式存储组件，集群状态数据持久化，只有API Server可以用。比如Pod，serverie等的信息

工作节点 worker

Kube-let

与master节点交互，管理当前工作节点上运行的Pod的生命周期，比如创建，挂载数据卷，下载secret，获取Pod和节点状态。接收API Server的请求，在本地调用docker的Api，执行具体的命令

Kube-proxy

负责各个Pod的网络通信，接收浏览器发出请求，负载到具体的Pod的

回顾

来源于网络

安装

二进制安装

优缺点：手动部署每个组件，手动编写每个组件的配置文件，前期部署难度大，后期维护轻松

Rancher安装

https://blog.csdn.net/cdy2143/article/details/109534036

Kube-admin安装

优缺点：用于快速部署k8s集群的工具，简化部署集群，后期维护比较难

准备

3台机器：1主2从
禁止swap分区：当物理内存不足，使用磁盘作为交换数据

安装

# 关闭防火墙

systemctl stop firewalld 临时

systemctl disable firewalld 永久

# 关闭安全模块selinux

setenforce 0 临时

https://jingyan.baidu.com/article/7e4409537177d32fc0e2efe9.html 永久

getenforce 查看

# 禁止swap分区

swapoff -a 临时

https://blog.csdn.net/yefun/article/details/102772368 永久

free -m 查看状态

# 添加ipv4流量同步iptables，k8s使用iptables网络

cat >> /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF

net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables=1

net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1

EOF

sysctl -p /etc/sysctl.d/k8s.conf 生效

拓展：sysctl: cannot stat /proc/sys/net/bridge/bridge-nf-call-ip6tables: 没有那个文件或目录报错

解决：modprobe br_netfilter

参考：https://www.cnblogs.com/EasonJim/p/9626986.html重启生效

# 时间同步  yum install ntpdate -y

ntpdate time.windows.com

# 安装docker

https://www.jianshu.com/p/c6c56194252e

# 安装k8s

# 添加阿里云yum资源

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

# 安装工具kubeadm、kubelet、kubectl

yum install -y kubelet-1.19.0 kubeadm-1.19.0 kubectl-1.19.0

systemctl enable kubelet 开机启动

# 以上为通用设置 先设置通用部分作为虚拟机模板，只改需要的部分

# 设置主机名

hostnamectl set-hostname k8swork02 名

# 添加hosts

cat >> /etc/hosts << EOF

192.168.207.129 k8smaster

192.168.207.134 k8swork01

192.168.207.135 k8swork02

EOF

# 安装k8smaster

kubeadm init \

  --apiserver-advertise-address=192.168.31.61 \ 集群入口地址

  --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \ 设置阿云镜像

  --kubernetes-version v1.19.0 \ 设置版本，要与上面一致

  --service-cidr=10.96.0.0/12 \ service网络地址

  --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \ pod网络地址

  --ignore-preflight-errors=all 

mkdir -p $HOME/.kube

sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config

sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

# 加入工作节点，master节点创建后会返回

kubeadm join 192.168.207.129:6443 --token gedbw8.8y6gnfwdl78ec69l \

    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:0083a787f58a3afb57b7dc42d526d4943c1b4fb60abc04a839f29ef476e57192

# 这里的token有效期24小时，一旦过期就要重新创建

kubeadm token create

kubeadm token list

# 查看集群节点，这是节点not ready 因为pod网络不能连通

kubectl get nodes

# 在master安装网络插件，集群连通

wget [https://docs.projectcalico.org/manifests/calico.yaml](https://docs.projectcalico.org/manifests/calico.yaml)

# 下载完后还需要修改里面定义Pod网络（CALICO_IPV4POOL_CIDR），与前面kubeadm init指定Pod网络的一样

# 修改完后应用清单：
kubectl apply -f calico.yaml
kubectl get pods -n kube-system

# 7. 测试kubernetes集群
# 创建pod
kubectl create deployment nginx --image=nginx 
# 创建service port集群内部访问，target-port容器内部端口，NodePort外部端口随机生成
kubectl expose deployment nginx --port=80 --target-port=80 --type=NodePort
# 查看pod,sevice 
kubectl get pod,svc,deployment,namespace

部署java应用

创建docker镜像
参考：https://www.jianshu.com/p/c6c56194252e
控制管理器pod

kubectl create deployment k8sdemo --image k8sdemo:1.0 --dry-run -o yaml > k8sdemo.yml  输出yaml文件，不生产pod资源

kubectl apply -f k8sdemo.yml 执行yaml文件，生产pod资源，这时是不能对外访问的

暴露应用service

kubectl expose deployment k8sdemo --port=8080 --target-port=8080 --type=NodePort --dry-run -o yaml > k8s_svc.yml 输出yaml文件，不生产service资源

kubectl apply -f k8sdemo.yml 执行yaml文件，生产service资源，集群内部访问，外部访问

# 编辑yaml https://www.cnblogs.com/plefan/p/14149752.html

对外发布应用
日志监控

K8s的资源

Namespace对象

主要作用：用来实现多套环境的资源隔离，或者多租户下的资源隔离。
默认情况下，k8s集群中的所有pod都是可以相互访问的，因为都属于同一个namespace= default。但实际上可能需要pod之间的相互隔离。

Pod对象

为什么有？

1．K8s中最小部署单元
2．一个容器或多个容器的集合
3．Pod中的容器，网络命名空间(socket/127.0.0.1本地连接)与存储是共享的
docker 容器，一个容器只运行一个应用程序进程。pod容器，一个容器可以运行多个应用程序进程。只要为比较亲密的应用程序而设计，比如2个应用程序之间存在文件交互，网络通信，频繁调用等等。

网络共享

Pod底层采用docker容器，可是docker容器之间是隔离的，那么pod是怎么做到网络共享的呢？
解决：docker容器隔离底层实现采用linux的namespace资源隔离机制，让每个docker容器都有自己的ip，port，mac等。
而每个pod容器则是默认创建一个pause容器，将业务容器都加入到这个默认容器中（docker的一种网络：–net=container），这样所有容器都在同一个namespace下，所有容器都享有相同的ip，port，mac等。

参考：https://network.51cto.com/art/202007/620287.htm?mobile

存储共享

数据卷

比如pod在A机器上部署，突然宕掉了，k8s在B机器上拉起了一个，那么之前的数据可定就丢失了，这个肯定是不对的。
将pod中的数据远程存储在某个地方，即挂载。
Pod容器间的数据卷挂载，2个容器挂载相同数据目录。

几种数据卷

emptydir ：Pod容器内部数据卷，共享容器内部文件，pod被删除数据卷也会被删除。主要用于某些应用程序无需永久保存的临时目录，多个docker容器的共享目录等。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: k8sdemo
  name: k8sdemo
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: k8sdemo
  template:
    metadata:
      labels:
        app: k8sdemo
    spec:
      containers:
      - image: k8sdemo:1.0
        name: k8sdemo
        volumeMounts:
          - mountPath: /mycachedata
            name: mycache
      - image: nginx
        name: nginx
        volumeMounts:
          - mountPath: /mycachedata
            name: mycache
      volumes:
        - name: mycache
          # pod内容器数据共享，pod删除数据删除
          emptyDir: {}

hostPath: 机器节点上数据卷，共享host机器上文件

spec:
  containers:
  - image: k8sdemo:1.0
    name: k8sdemo
    volumeMounts:
      # 指定在容器中挂接路径
      - mountPath: /myhostdata
        name: myhostcache
  - image: nginx
    name: nginx
    volumeMounts:
      - mountPath: /myhostdata
        name: myhostcache
  volumes:
    - name: myhostcache
      # 主机上共享数据卷，pod删除数据不删除；
      # 主机宕机，数据丢失/pod被其他主机拉起，数据丢失
      hostPath:
        # 动作节点上目录必须存在，否则报错
        path: /home/k8sdir/demo/myhostdata

nfs ：远程存储数据卷，共享远程集群的文件。在YAML文件指定使用名称为nfs的PersistenVolumeClaim对容器的数据进行持久化。

volumes:
  - name: mynfs
    nfs:
      path: /xxx
      server: 0.0.0.0
    #指定使用PersistenVolumeClaim对容器的数据进行持久化。
    persistentVolumeClaim:
      claimName: xxx

Secret ：加密数据卷

volumes:
  - name: mysecret
    secret:
      secretName: set

参考链接：https://www.cnblogs.com/hongdada/p/11586514.html

Deployment控制器

K8s的控制器之一，管理pod对象，主要部署无状态应用，比如web、api等。
Pod Yaml文件中指定控制器，并为pod贴上标签，同时指定控制器要找的pod的标签。

来源于网络

Pod与controller的关系

Controller，又叫workload，主要是管理和运行集群上的pod容器对象，可以实现容器的动态扩缩容，回滚等

最常用的Deployment的功能与应用场景

1．部署无状态应用
2．管理pod和replicaSet
3．上线部署，副本数量，滚动更新，回滚等
应用场景：web服务，微服务等http服务

Yaml解析

来源于网络

使用deployment部署无状态应用

kubectl create deployment web --image=nginx --dry-run -o yaml > web-pod.yaml

kubectl expose deployment web --port=80 --target-port=90 -dry-run -o yaml -type=NodePort > web-sev.yaml

升级与回滚

本质上还是重新部署一个新的镜像，或者回滚到之前的镜像，这里相当于只是修改pod容器的镜像资源，不能直接修改service。一般service只是用来暴露应用的，基本不动。

升级

动态滚动升级镜像，会创建一个容器，当这个容器运行状态，就会删除原有的容器

kubectl set image deployment web nginx=nginx:1.15.0

直接在线编辑，保存之后直接应用

kubectl edit deployment web（pod） / kubectl edit svc web（service）

回滚

# 查看历史记录
kubectl rollout history deployment web 
# 回滚
kubectl rollout undo deployment web 回滚到上一个版本
kubectl rollout undo deployment web --to-revision=1 回滚指定版本

删除

# 不能直接删除pod，因为指定副本后k8s会自动拉起一个
kubectl delete deployment web 
kubectl delete svc web

弹性伸缩

扩容

# 只是扩展集群的pod容器数量，不是扩展集群中的机器数量
kubectl scale deployment web --replicas=5

金丝雀发布

比如：有一批pod需要更新，但在更新极少部分时把它暂停住，这样有一小部分是新的pod，有大多数是旧的pod。可以一小部分请求去了新的版本，其他请求还在旧的版本。如果新的版本出现了问题，就立即回滚，如果没有问题就继续全部更新。就是金丝雀发布，先极小部分更新，后全部更新或者回滚。

来源于网络

命令

###### 暂停发布

kubectl set image deploy myapp-deploy myapp=ikubernetes/myapp:v2 && kubectl rollout pause deploy myapp-deploy

###### 继续发布

kubectl rollout resume deploy myapp-deploy 

这是新旧版本一起进行工作，，比如原先有10个pod。新的2个，旧的应该是8个。根据这个原理可以实现灰度发布，蓝绿发布。。

灰度2种方式

 spec.strategy灰度发布：https://cloud.tencent.com/developer/article/1644128

Ingress-nginx转发请求：https://www.freesion.com/article/62471221222/

Service对象

为什么有？

k8s部署一个服务，会有多个pod提供服务，根据调度策略分布在不同的机器节点上。
参考：https://www.cnblogs.com/peng-zone/p/11739433.html

Pod分布在不同的机器上，通过service进行均衡请求，定位机器。

Service的功能
1，能够动态感知集群中的pod数量，ip，端口等
2，负载均衡
3，提供暴露规则，访问pod：clusterIp集群中，nodeport外部应用，localbalancer负载均衡

Service怎么与pod关联？

依旧是通过标签，获取一组pod

3种暴露应用类型

clusterIp：集群内部产生ip，监听端口，负载均衡内部请
Nodeport：主机节点暴露端口，外部访问
Loadbalancer：主要为公有云预留，负载均衡做一个集成

Service怎么实现负载均衡

内部维护一张iptables路由转发规则，由LVS(ipvs)负载均衡，大并发下快速转发请求。这里集群任何一个节点service都可以转发，这里需要打通pod之间的网络连通，pod与机器节点的网络连通。

Ingress

参考链接：https://www.cnblogs.com/linuxk/p/9706720.html

Service暴露服务给外部访问，NodePort、loadBalancer。Nodeport则是是将集群内部的服务，监听一个端口，进而供外部访问，浪费集群机器的端口；loadbalancer则是需要一个外部的LB设备支持，过于麻烦。

Ingress，对象资源。只需要一个nodeport或loadbalancer，访问多个service，来解决这种痛点。底层实现就是通过nginx，进行反向代理，创建不同的域名规则，映射到不同的service。

Ingress Controller，资源控制器。监听并解析ingress定义的规则，并转发请求到具体service。

来源于网络

环境安装，部署nginx ingress controller(nginx)

参考：https://www.cnblogs.com/panwenbin-logs/p/9915927.html

注意：

a. mantory.yml 地址：https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/nginx-0.20.0/deploy/mandatory.yaml

b. 复制到idea中修改报错地方为apps/v1

c. 之后按照文档中来做就可以了。

创建ingress规则

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  name: ingress-rule
  annotations:
    kubernetes.io/ingress.class: "nginx"
spec:
  rules:
    - host: www.123.cn
      http:
        paths:
          - backend:
              serviceName: k8sdemo
              servicePort: 8080

hosts中配置www.123.cn映射，之后请求 http://www.123.cn:32080/hello，32080是nginx的http端口。之后的service type=clusterip，只集群内部访问，在ingress-rule中设置相对映射就可以了。

以上k8s入门基本完成，一个服务一个服务的部署，已经可以搭建项目了，可以试着做一个自己的项目。。参考实战篇：springboot项目

高级篇

界面管理

Dashboard

下载文件

wget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v2.0.3/aio/deploy/recommended.yaml

修改文件

kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  labels:
    k8s-app: kubernetes-dashboard
  name: kubernetes-dashboard
  namespace: kubernetes-dashboard
spec:
  ports:
    - port: 443
      targetPort: 8443
      nodePort: 30001
  selector:
    k8s-app: kubernetes-dashboard
  type: NodePort

创建应用

$ kubectl apply -f recommended.yaml

$ kubectl get pods -n kubernetes-dashboard

访问地址：https://NodeIP:30001

# 创建用户

$ kubectl create serviceaccount dashboard-admin -n kube-system

# 用户授权

$ kubectl create clusterrolebinding dashboard-admin --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kube-system:dashboard-admin

# 获取用户Token

$ kubectl describe secrets -n kube-system $(kubectl -n kube-system get secret | awk '/dashboard-admin/{print $1}')

Rancher

参考：https://blog.csdn.net/cdy2143/article/details/109534036

Master高可用

多服务部署

实战篇

springboot项目

环境：Springweb + mysql

mysql.yml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: mydb
  name: mydb
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: mydb
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mydb
    spec:
      # 指定节点部署pod：https://blog.csdn.net/anqixiang/article/details/114151517
      nodeSelector:
        nodetype: "db"
      #      nodeName: "k8swork01"
      containers:
        - image: mysql:5.7
          name: mysql
          imagePullPolicy: IfNotPresent
          volumeMounts:
            - mountPath: /var/lib/mysql
              name: dbdata
            - mountPath: /etc/mysql/conf.d
              name: dbconf
          env:
            - name: "MYSQL_ROOT_PASSWORD"
              value: "111111"
          ports:
            - containerPort: 3306
      volumes:
        - name: dbdata
          hostPath:
            path: /home/k8sdir/mysql/data
        - name: dbconf
          hostPath:
            path: /home/k8sdir/mysql/conf
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: mydb
  name: mydb
spec:
  ports:
    - port: 3306
      protocol: TCP
      targetPort: 3306
      nodePort: 30306
  selector:
    app: mydb
  type: NodePort

demo.yml

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: k8sdemo
  name: k8sdemo
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: k8sdemo
  strategy: {}
  template:
    metadata:
      labels:
        app: k8sdemo
    spec:
      nodeName: "k8smaster"
      containers:
        - image: k8sdemo:3.0
          name: k8sdemo
          imagePullPolicy: IfNotPresent
          ports:
            - containerPort: 8080
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: k8sdemo
  name: k8sdemo
spec:
  ports:
    - port: 8080
      protocol: TCP
      targetPort: 8080
      nodePort: 30080
  selector:
    app: k8sdemo
  type: NodePort

application.yml

spring:
  datasource:
    driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
    # mydb是service名称，3306是service的端口
    url: jdbc:mysql://mydb:3306/k8s_db
    username: root
    password: 111111

02 k8s

入门篇

架构与组件

管理节点 master

API server

Controller-manager

Scheduler

Etcd

工作节点 worker

Kube-let

Kube-proxy

回顾

安装

二进制安装

Rancher安装

Kube-admin安装

准备

安装

部署java应用

K8s的资源

Namespace对象

Pod对象

为什么有？

网络共享

存储共享

数据卷

几种数据卷

Deployment控制器

Pod与controller的关系

最常用的Deployment的功能与应用场景

Yaml解析

使用deployment部署无状态应用

升级与回滚

升级

回滚

删除

弹性伸缩

扩容

金丝雀发布

命令

灰度2种方式

Service对象

为什么有？

Service怎么与pod关联？

3种暴露应用类型

Service怎么实现负载均衡

Ingress

高级篇

界面管理

Dashboard

Rancher

Master高可用

多服务部署

实战篇

springboot项目

环境：Springweb + mysql

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