K8s入门-创新互联

K8s入门

K8s入门
- k8s介绍
- k8s功能概述
- k8s架构
- k8s核心概念
- 服务器配置要求
- 部署方式
- 使用kubeadm搭建一个k8s集群
- 所有节点安装 Docker/kubeadm/kubelet
- 部署Kubernetes Master

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k8s介绍

1 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 传统的应用部署方式是通过插件或脚本来安装应用。这样做的缺点是应用的运行、配置、管理、所有生存周期将与当前操作系统绑定，这样做并不利于应用的升级更新/回滚等操作，当然也可以通过创建虚拟机的方式来实现某些功能，但是虚拟机非常重，并不利于可移植性。
3 新的方式是通过部署容器方式实现，每个容器之间互相隔离，每个容器有自己的文件系统，容器之间进程不会相互影响，能区分计算资源。相对于虚拟机，容器能快速部署，由于容器与底层设施、机器文件系统解耦的，所以它能在不同云、不同版本操作系统间进行迁移。容器占用资源少、部署快，每个应用可以被打包成一个容器镜像，每个应用与容器间成一对一关系也使容器有更大优势，使用容器可以在 build 或 release 的阶段，为应用创建容器镜像，因为每个应用不需要与其余的应用堆栈组合，也不依赖于生产环境基础结构，这使得从研发到测试、生产能提供一致环境。类似地，容器比虚拟机轻量、更“透明”，这更便于监控和管理。
4 Kubernetes 是 Google 开源的一个容器编排引擎，它支持自动化部署、大规模可伸缩、应用容器化管理。在生产环境中部署一个应用程序时，通常要部署该应用的多个实例以便对应用请求进行负载均衡。在 Kubernetes 中，我们可以创建多个容器，每个容器里面运行一个应用实例，然后通过内置的负载均衡策略，实现对这一组应用实例的管理、发现、访问，而这些细节都不需要运维人员去进行复杂的手工配置和处理。

k8s功能概述

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
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
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
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
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
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
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
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
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

k8s架构

在这里插入图片描述
1 master组件
apiserver: 集群统一入口，以restfu接口交给etcd存储
scheduler：节点调度，选择node节点应用部署
controller-manager：处理集群中常规后台任务，一个资源对应一个控制器
etcd:存储系统，用于保存集群中的数据
2 worker-node 工作节点
kubelet:master派到node节点的代表，管理本机容器
kube-proxy:提供网络代理，可以实现负载均衡

k8s核心概念

1 pod
最小部署单元、一组容器的集合，共享网络、生命周期是短暂的
2 controller
确保预期的pod数量
有状态应用部署
无状态应用部署
确保所有的node运行同一个pod
一次性执行或定时任务
3 service
定义一组pod的访问规则

服务器配置要求

测试环境
master -->2c 4G 20G
ndoe -->4c 8G 40G
生产环境
master -->8c 16G 100G
node -->16c 64G 200G

部署方式

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 二进制包的方式
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。

使用kubeadm搭建一个k8s集群

1 服务器准备
我准备了三台虚拟机，一台用作master,两台node

master	192.168.61.3
node1	192.168.61.5
node2	192.168.61.6

2 关闭防火墙

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld

3 关闭selinux

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

4 关闭swap

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

5 设置主机名

hostnamectl set-hostname

6 在masterr添加hosts

cat >>/etc/hosts<< EOF 
192.168.61.3 k8s-master 
192.168.61.5 k8s-node1 
192.168.61.6 k8s-node2 
EOF

7 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

8 时间同步

yum install ntpdate -y
ntpdate time.windows.com

所有节点安装 Docker/kubeadm/kubelet

1 安装Docker

wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo -O /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo
yum -y install docker-ce-18.06.1.ce-3.el7
systemctl enable docker && systemctl start docker
docker -v

2 添加阿里云yum软件源

cat >/etc/docker/daemon.json<< EOF 
{ "registry-mirrors": ["https://b9pmyelo.mirror.aliyuncs.com"] }
EOF

3 添加yum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

4 安装 kubeadm，kubelet 和 kubectl

yum install -y kubelet-1.18.0 kubeadm-1.18.0 kubectl-1.18.0
systemctl enable kubelet

部署Kubernetes Master

1 在master节点上执行以下

kubeadm init  --apiserver-advertise-address=192.168.61.3  --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers --kubernetes-version v1.18.0  --service-cidr=10.96.0.0/12  --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 
# --apiserver-advertise-address 当前master节点ip
# --image-repository 镜像仓库地址
# --kubernetes-version 当前版本
# --service-cidr 设置k8s的service的虚拟ip网段
# --pod-network-cidr 设置k8s的pod网段   这些ip网段是k8s集群内部通信使用
# 这边执行完成 我的内存和cpu数分配的不够，报错了，我重新分配，重新运行就ok了

出现以上说明master节点初始化完成，后面也有相应的提示教你接下来应该怎么做
2 在master节点执行

mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

3 在node节点执行下面，将node节点加入到master节点

kubeadm join 192.168.61.3:6443 --token i11o61.z8oe5ulbt23e6idx --discovery-token-ca-cert-hash sha256:c7c28e53ba197c754222d9483f201a4127ed6cb0ce579d0a5de8ee165fe49ba4

出现以下说明加入成功
在这里插入图片描述
查看是否加入成功在master节点执行

kubectl get nodes

在这里插入图片描述
可以看到上面的master和ndoe节点状态都是NotReady,接下来我们让他变一下状态

4 在master节点上执行

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml

一直连接不上

The connection to the server raw.githubusercontent.com was refused - did you specify the right host or port?

网上说打开地址下载下来，很明显电脑也连不上，现在说下我的解决办法
打开这个

https://ip.tool.chinaz.com/raw.githubusercontent.com

在这里插入图片描述
在hosts 里面把这个ip配上

在这里插入图片描述
然后打开文件地址就可以打开了下面是文件内容

---
kind: Namespace
apiVersion: v1
metadata:
  name: kube-flannel
  labels:
    pod-security.kubernetes.io/enforce: privileged
---
kind: ClusterRole
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: flannel
rules:
- apiGroups:
  - ""
  resources:
  - pods
  verbs:
  - get
- apiGroups:
  - ""
  resources:
  - nodes
  verbs:
  - get
  - list
  - watch
- apiGroups:
  - ""
  resources:
  - nodes/status
  verbs:
  - patch
- apiGroups:
  - "networking.k8s.io"
  resources:
  - clustercidrs
  verbs:
  - list
  - watch
---
kind: ClusterRoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: flannel
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: flannel
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: flannel
  namespace: kube-flannel
---
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: flannel
  namespace: kube-flannel
---
kind: ConfigMap
apiVersion: v1
metadata:
  name: kube-flannel-cfg
  namespace: kube-flannel
  labels:
    tier: node
    app: flannel
data:
  cni-conf.json: |
    {
      "name": "cbr0",
      "cniVersion": "0.3.1",
      "plugins": [
        {
          "type": "flannel",
          "delegate": {
            "hairpinMode": true,
            "isDefaultGateway": true
          }
        },
        {
          "type": "portmap",
          "capabilities": {
            "portMappings": true
          }
        }
      ]
    }
  net-conf.json: |
    {
      "Network": "10.244.0.0/16",
      "Backend": {
        "Type": "vxlan"
      }
    }
---
apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: kube-flannel-ds
  namespace: kube-flannel
  labels:
    tier: node
    app: flannel
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: flannel
  template:
    metadata:
      labels:
        tier: node
        app: flannel
    spec:
      affinity:
        nodeAffinity:
          requiredDuringSchedulingIgnoredDuringExecution:
            nodeSelectorTerms:
            - matchExpressions:
              - key: kubernetes.io/os
                operator: In
                values:
                - linux
      hostNetwork: true
      priorityClassName: system-node-critical
      tolerations:
      - operator: Exists
        effect: NoSchedule
      serviceAccountName: flannel
      initContainers:
      - name: install-cni-plugin
        #image: flannelcni/flannel-cni-plugin:v1.1.2 #for ppc64le and mips64le (dockerhub limitations may apply)
        image: docker.io/rancher/mirrored-flannelcni-flannel-cni-plugin:v1.1.2
        command:
        - cp
        args:
        - -f
        - /flannel
        - /opt/cni/bin/flannel
        volumeMounts:
        - name: cni-plugin
          mountPath: /opt/cni/bin
      - name: install-cni
       #image: flannelcni/flannel:v0.20.2 #for ppc64le and mips64le (dockerhub limitations may apply)
        image: docker.io/rancher/mirrored-flannelcni-flannel:v0.20.2
        command:
        - cp
        args:
        - -f
        - /etc/kube-flannel/cni-conf.json
        - /etc/cni/net.d/10-flannel.conflist
        volumeMounts:
        - name: cni
          mountPath: /etc/cni/net.d
        - name: flannel-cfg
          mountPath: /etc/kube-flannel/
      containers:
      - name: kube-flannel
       #image: flannelcni/flannel:v0.20.2 #for ppc64le and mips64le (dockerhub limitations may apply)
        image: docker.io/rancher/mirrored-flannelcni-flannel:v0.20.2
        command:
        - /opt/bin/flanneld
        args:
        - --ip-masq
        - --kube-subnet-mgr
        resources:
          requests:
            cpu: "100m"
            memory: "50Mi"
        securityContext:
          privileged: false
          capabilities:
            add: ["NET_ADMIN", "NET_RAW"]
        env:
        - name: POD_NAME
          valueFrom:
            fieldRef:
              fieldPath: metadata.name
        - name: POD_NAMESPACE
          valueFrom:
            fieldRef:
              fieldPath: metadata.namespace
        - name: EVENT_QUEUE_DEPTH
          value: "5000"
        volumeMounts:
        - name: run
          mountPath: /run/flannel
        - name: flannel-cfg
          mountPath: /etc/kube-flannel/
        - name: xtables-lock
          mountPath: /run/xtables.lock
      volumes:
      - name: run
        hostPath:
          path: /run/flannel
      - name: cni-plugin
        hostPath:
          path: /opt/cni/bin
      - name: cni
        hostPath:
          path: /etc/cni/net.d
      - name: flannel-cfg
        configMap:
          name: kube-flannel-cfg
      - name: xtables-lock
        hostPath:
          path: /run/xtables.lock
          type: FileOrCreate

将上面的内容做成一个yml文件，然后运行

kubectl apply -f xxx.yml

在这里插入图片描述
发现master和node节点均已正常

kubectl get nodes

在这里插入图片描述

kubectl  get pods -n kube-system

在这里插入图片描述
测试一下

kubectl create deployment nginx --image=nginx
# 上面这个执行完，需要下载镜像，可以使用 kubectl get pods 查看状态，状态为Running 再执行后续
kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort
kubectl get pod,svc

在这里插入图片描述

然后访问nodeIP+端口

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