Kubernetes食用簡介
Kubernetes是Google在2014年6月開源的一個容器集羣管理系統，使用Go語言開發，Kubernetes也叫K8S。K8S是Google內部一個叫Borg的容器集羣管理系統衍生出來的，Borg已經在Google大規模生產運行十年之久。
K8S主要用於自動化部署、擴展和管理容器應用，提供了資源調度、部署管理、服務發現、擴容縮容、監控等一整套功能;2015年7月，Kubernetes v1.0正式發佈，截止到2018年8月2日最新穩定版本是v1.15.1，最新穩定版本是v1.16.0-alpha.2，Kubernetes目標是讓部署容器化應用簡單高效。
Kubernetes主要功效
數據卷
Pod中容器之間共享數據,可以使用數據卷;
應用程序健康檢
查容器內服務可能進程堵塞無法處理請求,可以設置監控檢查策略保證應用健壯性;
複製應用程序實例
控制器維護着Pod副本數量,保證一個Pod或一組同類的Pod數量始終可用;
彈性伸縮
根據設定的指標（CPU利用率）自動縮放Pod副本數;
服務發現
使用環境變量或DNS服務插件保證容器中程序發現Pod入口訪問地址;
負載均衡
一組Pod副本分配一個私有的集羣IP地址,負載均衡轉發請求到後端容器,在集羣內部其他Pod可通過這個ClusterIP訪問應用;
滾動更新
更新服務不中斷,一次更新一個Pod,而不是同時刪除整個服務;
服務編排
通過文件描述部署服務,使得應用程序部署變得更高效;
資源監控
Node節點組件集成cAdvisor資源收集工具,可通過Heapster彙總整個集羣節點資源數據,然後存儲到InfluxDB時序數據庫,再由Grafana展示;
提供認證和授權
支持屬性訪問控制（ABAC）、角色訪問控制（RBAC）認證授權策略;
Kubernetes基本對象概念
PodPod
是最小部署單元,一個Pod有一個或多個容器組成,Pod中容器共享存儲和網絡,在同一臺Docker主機上運行;
Service
Service一個應用服務抽象,定義了Pod邏輯集合和訪問這個Pod集合的策略,Service代理Pod集合對外表現是爲一個訪問入口,分配一個集羣IP地址,來自這個IP的請求將負載均衡轉發後端Pod中的容器,Service通過Lable Selector選擇一組Pod提供服務;
Volume
數據卷,共享Pod中容器使用的數據;
Namespace
命名空間將對象邏輯上分配到不同Namespace,可以是不同的項目、用戶等區分管理,並設定控制策略,從而實現多租戶;命名空間也稱爲虛擬集羣;
Lable
標籤用於區分對象（比如Pod、Service）,鍵/值對存在,每個對象可以有多個標籤,通過標籤關聯對象;
ReplicaSet
下一代Replication Controller;確保任何給定時間指定的Pod副本數量,並提供聲明式更新等功能;RC與RS唯一區別就是lable selector支持不同,RS支持新的基於集合的標籤,RC僅支持基於等式的標籤;
Deployment
Deployment是一個更高層次的API對象,它管理ReplicaSets和Pod,並提供聲明式更新等功能,官方建議使用Deployment管理ReplicaSets,而不是直接使用ReplicaSets,這就意味着可能永遠不需要直接操作ReplicaSet對象;
Stateful
SetStatefulSet適合持久性的應用程序,有唯一的網絡標識符（IP）,持久存儲,有序的部署、擴展、刪除和滾動更新;
DaemonSet
DaemonSet確保所有（或一些）節點運行同一個Pod;當節點加入Kubernetes集羣中,Pod會被調度到該節點上運行,當節點從集羣中移除時,DaemonSet的Pod會被刪除;刪除DaemonSet會清理它所有創建的Pod;
Job
一次性任務,運行完成後Pod銷燬,不再重新啓動新容器,還可以任務定時運行;
Kubernetes成分
Master組件：
kube-apiserver
Kubernetes API,集羣的統一入口,各組件協調者,以HTTP API提供接口服務,所有對象資源的增刪改查和監聽操作都交給APIServer處理後再提交給Etcd存儲;kube-controller-manager
處理集羣中常規後臺任務,一個資源對應一個控制器,而ControllerManager就是負責管理這些控制器的;kube-scheduler
根據調度算法爲新創建的Pod選擇一個Node節點;
Node組件：
kubelet
kubelet是Master在Node節點上的Agent,管理本機運行容器的生命週期,比如創建容器、Pod掛載數據卷、下載secret、獲取容器和節點狀態等工作,kubelet將每個Pod轉換成一組容器;kube-proxy
在Node節點上實現Pod網絡代理,維護網絡規則和四層負載均衡工作;docker或rocket/rkt
運行容器;
第三方服務：
etcd
分佈式鍵值存儲系統;用於保持集羣狀態,比如Pod、Service等對象信息;
非必要組件：
kube-dns
負責爲整個集羣提供DNS服務Ingress Controller
爲服務提供外網入口Heapster
提供資源監控Dashboard
提供GUIFederation
提供跨可用區的集羣Fluentd-elasticsearch
提供集羣日誌採集、存儲與查詢
Kubernetes食用配方
| 角色 | IP | 組件 |
|---|---|---|
| master | 192.168.0.201 | etcd kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler |
| node01 | 192.168.0.202 | kubelet kube-proxy docker |
| node02 | 192.168.0.203 | kubelet kube-proxy docker |
| Pod 網絡 | 10.244.0.0/16 | |
| Service 網絡 | 10.96.0.0/12 |
獲取 yum 源
安裝 Docker、Kubelet、Kubeadm、Kubectl 到所有節點上
Master節點初始化
Flannel安裝
節點加入
獲取 yum 源
#進入 yum 的 repo 目錄cd /etc/yum.repos.d/#獲取 Docker 的 yum 源wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo#編寫 Kubernetes 的 yum 源vim /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo [Kubernetes] name=Kubernetes Repo baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64/ gpgcheck=0gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg enabled=1#檢測 yum 源的可用性yum repolist
安裝 Docker、Kubelet、Kubeadm、Kubectl 到所有節點上
#yum 安裝所需部件yum -y install docker-ce kubelet kubeadm kubectl#啓動 Docker 服務systemctl start docker#設置開機自啓systemctl enable docker systemctl enable kubelet
在啓動 Docker 前,由於某種不可抗力和不可描述的原因,建議國內的程序猿修改HttpsProxy的參數,具體如下:
vim /usr/lib/systemd/system/docker.service Environment="HTTPS_PROXY=http://www.ik8s.io:10080"Environment="NO_PROXY=127.0.0.0/8,192.168.0.0/24"systemctl daemon-reload systemctl restart docker docker info
#檢查bridge-nfcat /proc/sys/net/bridge/bridge-nf-call-ip6tables1cat /proc/sys/net/bridge/bridge-nf-call-iptables1
Master節點初始化
#配置kubelet文件,使其忽略 Swap 的報錯vim /etc/sysconfig/kubelet KUBELET_EXTRA_ARGS="--fail-swap-on=false"kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 --service-cidr=10.96.0.0/12 --ignore-preflight-errors=Swap
#根據初始化完成後所給的提示進行設置(建議創建普通用戶進行操作)mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config#查看集羣健康狀態kubectl get cs
NAME STATUS MESSAGE ERROR
scheduler Healthy ok
controller-manager Healthy ok
etcd-0 Healthy {"health":"true"}#查看集羣節點信息kubectl get node
NAME STATUS ROLES AGE VERSION
centos701.0x50j.com NotReady master 9m52s v1.15.2#查看 docker 容器docker ps
#查看 docker 鏡像docker images
節點狀態之所以顯示 NoReady 是應爲還沒有安裝flannel
Flannel安裝
#自動拉取鏡像啓動kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml#查看 Pods 網絡信息kubectl get pods -n kube-system -o wide#查看節點狀態是否爲 Ready 狀態kubectl get node NAME STATUS ROLES AGE VERSION centos701.0x50j.com Ready master 27m v1.15.2
節點加入集羣
#加入集羣kubeadm join [MastertIP地址]:6443 --token [token值] --discovery-token-ca-cert-hash [證書哈希值] --ignore-preflight-errors=Swap#主節點上獲取節點信息kubectl get node NAME STATUS ROLES AGE VERSION centos701.0x50j.com Ready master 15h v1.15.2centos702.0x50j.com Ready <none> 15h v1.15.2centos703.0x50j.com Ready <none> 15h v1.15.2
token值和證書哈希值在初始化集羣的時候有提供
Dashboard可視化插件
#下載yaml文件到本地wget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v1.10.1/src/deploy/recommended/kubernetes-dashboard.yaml#修改yaml文件,使其外網能訪問vim kubernetes-dashboard.yaml ...... ---# ------------------- Dashboard Service ------------------- #kind: Service apiVersion: v1 metadata: labels: k8s-app: kubernetes-dashboard name: kubernetes-dashboard namespace: kube-system spec: type: NodePort #增加type: NodePort ports: - port: 443 targetPort: 8443 nodePort: 31620 #增加nodePort: 31620 selector: k8s-app: kubernetes-dashboard#修改配置從阿里雲倉庫拉取鏡像vim kubernetes-dashboard.yaml ...... containers: - name: kubernetes-dashboard #image: k8s.gcr.io/kubernetes-dashboard-amd64:v1.10.1 image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kubernetes-dashboard-amd64:v1.10.1 ports: ......#執行部署dashboard服務kubectl create -f kubernetes-dashboard.yaml
查看Pod的狀態爲running說明dashboard已經部署成功kubectl get pod --namespace=kube-system -o wide | grep dashboard
Dashboard 會在 kube-system namespace 中創建自己的 Deployment 和 Servicekubectl get deployment kubernetes-dashboard --namespace=kube-systemkubectl get service kubernetes-dashboard --namespace=kube-system
訪問 https://[host_ip]:31620/#!/login
#創建dashboard-adminuser.yaml,獲取 Tokenvim dashboard-adminuser.yaml
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
name: admin-user
namespace: kube-system---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
name: admin-user
roleRef:
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
kind: ClusterRole
name: cluster-admin
subjects:
- kind: ServiceAccount
name: admin-user
namespace: kube-system#執行yaml文件kubectl create -f dashboard-adminuser.yaml#查看admin-user賬戶的tokenkubectl -n kube-system describe secret $(kubectl -n kube-system get secret | grep admin-user | awk '{print $1}')
使用獲取到的 Token 值登陸 Dashboard 面板
Kubernetes食用方式
#查詢節點信息kubectl describe node [節點名稱]#查看集羣信息kubectl cluster-info#查看創建了的 Podskubectl get pods -o wide#查看創建了的 Serviceskubectl get services -o wide#查看 Pod 的網絡信息kubectl describe pods [Pod名稱]#查看 Pod 的網絡信息kubectl describe service [Pod名稱]
#運行Podkubectl run NAME --image=image [--env="key=value"] [--port=port] [--replicas=replicas] [--dry-run=bool] [--overrides=inline-json] [--command] -- [COMMAND] [args...] [options]#栗子:運行 Nginx kubectl run nginx --image=nginx:1.14 --port=80 --replicas=1運行 Busybox kubectl run client --image=busybox --replicas=1 -it --restart=Never
--image 指定所需食用的鏡像
--port 指定暴露的端口
--replicas 指定創建的個數
#刪除 Podkubectl delete ([-f FILENAME] | [-k DIRECTORY] | TYPE [(NAME | -l label | --all)])#栗子:kubectl delete pods nginx-7c45b84548-7bnr6
TYPE 指定刪除的是什麼類型,如 services,pods
NAME 指定名稱
-l 指定標籤
#創建 servicekubectl expose (-f FILENAME | TYPE NAME) [--port=port] [--protocol=TCP|UDP|SCTP] [--target-port=number-or-name] [--name=name] [--external-ip=external-ip-of-service] [--type=type] [options]#栗子:kubectl expose deployment nginx --name=nginx-service --port=8081 --target-port=80 --protocol=TCP
deployment 指定 deployment pod 的名稱
--name services的名稱
--port 對外的端口
--target-port 對內的端口(pod 暴露的端口)
--protocol 指定協議
#擴展/縮減 pod的數量kubectl scale [--resource-version=version] [--current-replicas=count] --replicas=COUNT (-f FILENAME | TYPE NAME)#栗子:kubectl scale --replicas=0 deployment myapp
--replicas 指定數量
#滾動升級kubectl set image (-f FILENAME | TYPE NAME) CONTAINER_NAME_1=CONTAINER_IMAGE_1#栗子:kubectl set image deployment nginx-web nginx-web=nginx:1.10#回滾到上一版本kubectl rollout undo deployment [Pod名稱]#查看狀態kubectl rollout status deployment nginx-web
CONTAINER_NAME_1 pod的名稱
CONTAINER_IMAGE_1 升級到那個鏡像
#添加標籤kubectl label [--overwrite] (-f FILENAME | TYPE NAME) KEY_1=VAL_1 ... KEY_N=VAL_N [--resource-version=version]#栗子:kubectl label pods test-pod release=canary
TYPE 指定類型,如:svc,pods
NAME 指定名稱
KEY 指定鍵值
VAL 指定標籤值
get信息時可以添加--show-labels查看標籤