k8s基礎入門知識

自動化運維
平臺化(ansible、git、gitlab、docker、jenkins、elk)
自動化（工具/腳本）
容器化（docker/k8s）
虛擬化

docker和虛擬機的區別
更高效的資源利用。虛擬機是一個完備的系統，容器只是一個進程。

虛擬機啓動慢，容器是秒級
一致的運行環境
CI/CD
容器核心概念
鏡像Image
（1）鏡像是一個特殊的文件系統。它除了提供容器運行時所需的程序、庫、資源、配置等文件外，還包含了一些爲運行時準備的一些配置參數（例如環境變量）。鏡像不包含任何動態數據，其內容在構建之後也不會被改變。
（2）鏡像採用的是AUFS，實現分層結構。鏡像構建時，會一層層構建，前一層是後一層的基礎。每一層構建完就不會再發生改變，後一層上的任何改變只發生在自己這一層。鏡像是隻讀的。創建新鏡像時，底層內容不變，只是給鏡像增加了一個新層次。
容器Container
（1）容器可以認爲是鏡像的一次執行，是可讀寫的鏡像。容器只是操作系統上的一個進程，進程執行完畢將會退出。不要假定容器會一直存在，應該假設它隨時會崩潰。容器一旦出現故障，不要猶豫，直接將它刪除，再啓動一個。
（2）按照 Docker 最佳實踐的要求，容器不應該向其存儲層內寫入任何數據,容器存儲層要保持無狀態化。所有的文件寫入操作，都應該使用數據卷(Volume)、或者綁定宿主目錄，在這些位置的讀寫會跳過容器存儲層，直接對宿主(或網絡存儲)發生讀寫，其性能和穩定性更高。數據卷的生存週期獨立於容器，容器消亡，數據卷不會消亡。
倉庫Repository
倉庫是鏡像倉庫，負責對Docker鏡像進行管理的（類似倉庫管理員），每個倉庫可以包含多個標籤(Tag)，每個標籤對應一個鏡像。也可以自己創建私有倉庫。
k8s組成
這個集羣主要包括兩個部分：
一個Master節點（主節點）：用於對容器進行控制、調度，一般是物理服務器，
一羣Node節點（計算節點）：工作負載節點，裏面是具體的容器，可以是物理服務器，也可以是雲主機

補充：
Pod是Kubernetes最基本的操作單元。一個Pod代表着集羣中運行的一個進程，它內部封裝了一個或多個緊密相關的容器。除了Pod之外，K8S還有一個Service的概念，一個Service可以看作一組提供相同服務的Pod的對外訪問接口。

k8s架構圖

k8s工作流程圖簡述

k8s配置及簡單應用
1、作爲master安裝k8s（node11：192.168.4.11），同時作爲node節點安裝docker
2、修改docker配置文件，使之可以使用物理機上的私有鏡像倉庫

[root@node11 k8s_pkgs]# vim /etc/sysconfig/docker
OPTIONS='--selinux-enabled=false ... //關閉selinux
[root@node11 k8s_pkgs]# vim /etc/docker/daemon.json
{
"insecure-registries": ["192.168.4.254:5000"]
}
#################################################################################
[root@room9pc01 images]# docker images //物理機（192.168.4.254）搭建私有鏡像倉庫如下
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
192.168.8.254:5000/mysql latest 7bb2586065cd 10 weeks ago 476.9 MB
192.168.8.254:5000/pod-infrastructure latest 99965fb98423 19 months ago 208.6 MB
192.168.8.254:5000/guestbook-php-frontend latest 47ee16830e89 2 years ago 510 MB
192.168.8.254:5000/tomcat-app latest a29e200a18e9 2 years ago 358.2 MB
192.168.8.254:5000/redis-master latest 405a0b586f7e 3 years ago 419.1 MB
192.168.8.254:5000/guestbook-redis-slave latest e0c36a1fa372 3 years ago 109.5 MB
1
3、啓動相關服務
k8s—master：
etcd：是一個數據庫，保存了整個集羣的狀態
kube-apiserver：執行指令，提供了資源操作的唯一入口，並提供認證、授權、訪問控制、API註冊和發現等機制
kube-controller-manager：MT5實際操作www.gendan5.com/mt5.html 控制管理器，負責維護集羣的狀態，比如故障檢測、自動擴展、滾動更新等
kube-scheduler：負責資源的調度，按照預定的調度策略將Pod調度到相應的機器上

k8s—node：
kubelet：接受指令的node節點（k8s客戶端），負責維護容器的生命週期，同時也負責Volume（CVI）和網絡（CNI）的管理
kube-proxy：代理節點，負責爲Service提供cluster內部的服務發現和負載均衡
docker：真正的容器服務，負責鏡像管理以及Pod和容器的真正運行

[root@node11 k8s_pkgs]# rpm -q docker
docker-1.13.1-91.git07f3374.el7.centos.x86_64
#master的組件
[root@node11 kubernetes]# systemctl start etcd
[root@node11 kubernetes]# systemctl enable etcd
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl start kube-apiserver.service
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl enable kube-apiserver.service
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl start kube-controller-manager.service
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl enable kube-controller-manager.service
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl start kube-scheduler.service
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl enable kube-scheduler.service
#node的組件
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl start docker
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl enable docker
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl start kubelet.service
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl enable kubelet.service
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl start kube-proxy.service
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl enable kube-proxy.service

4、修改配置，重啓服務

[root@node11 k8s_pkgs]# ls /etc/kubernetes/
apiserver config controller-manager kubelet proxy scheduler
[root@node11 k8s_pkgs]# vim /etc/kubernetes/apiserver
KUBE_API_ADDRESS="--insecure-bind-address=0.0.0.0" //允許任何主機均可以訪問本機
把ServiceAccount從KUBE_ADMISSION_CONTROL中刪除 //刪除服務帳號
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl restart kube-apiserver.service
[root@node11 k8s_pkgs]# vim /etc/kubernetes/config
KUBE_MASTER="--master=http://192.168.4.11:8080" //指定master的ip地址
[root@node11 k8s_pkgs]# vim /etc/kubernetes/kubelet
KUBELET_ADDRESS="--address=0.0.0.0" //定義客戶端運行在所有地址上，便於master遠程管理
KUBELET_API_SERVER="--api-servers=http://192.168.4.11:8080" //客戶端指定服務器地址和ip
KUBELET_POD_INFRA_CONTAINER="--pod-infra-container-image=192.168.4.254:5000/pod-infrastructure" //指定pod（容器組）的私有鏡像倉庫
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl restart kubelet

5、應用測試tomcat+mysql

[root@node11 tomcat_mysql]# vim mysql-rc.yaml /創建mysql的rc聲明文件
apiVersion: v1
kind: ReplicationController //類型聲明
metadata:
name: mysql //rc名稱
spec: //文件聲明
replicas: 1 //要求標籤是app:mysql的pod數目是1
selector: //選擇器，查找標籤是app:mysql的pod
app: mysql
template: //如果pod數目不達標，創建滿足以下條件的pod
metadata:
labels:
app: mysql
spec:
containers:

name: mysql
image: 192.168.4.254:5000/mysql //私有鏡像倉庫
ports:
- containerPort: 3306
  env:
- name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
  value: "123456"

#根據yaml文件創建相關資源
[root@node11 tomcat_mysql]# kubectl create -f mysql-rc.yaml //啓動一個名稱爲mysql的rc容器
[root@node11 tomcat_mysql]# kubectl get rc //獲取容器信息
NAME DESIRED CURRENT READY AGE
mysql 1 1 1 1h
[root@node11 tomcat_mysql]# kubectl get pod //該pod容器組包含一個基礎架構容器和mysql容器
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
mysql-v0pdr 1/1 Running 0 1h

#查看到pod後，查看其詳細消息
[root@node11 tomcat_mysql]# kubectl describe pod mysql-v0pdr //查看pod信息
[root@node11 tomcat_mysql]# docker ps

#創建mysql服務
[root@node11 tomcat_mysql]# vim mysql-svc.yaml //啓動mysql容器服務腳本
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: mysql
spec:
ports:

port: 3306
selector:
app: mysql
[root@node11 tomcat_mysql]# kubectl create -f mysql-svc.yaml //啓動mysql容器的mysql服務
[root@node11 tomcat_mysql]# kubectl get services //查看啓動的服務
NAME CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes 10.254.0.1 <none> 443/TCP 4h
mysql 10.254.164.241 <none> 3306/TCP 7m
mysql服務沒有EXTERNAL-IP，因爲用戶不直接訪問mysql，而是訪問web服務

#創建web服務
[root@node11 tomcat_mysql]# vim myweb-rc.yaml //啓動comcat容器腳本
kind: ReplicationController
metadata:
name: myweb
spec:
replicas: 5 //副本個數
selector:
app: myweb
template:
metadata:
labels:
app: myweb
spec:
containers:

name: myweb
image: 192.168.4.254:5000/tomcat-app //私有倉庫鏡像
ports:
- containerPort: 8080
  env:
- name: MYSQL_SERVICE_HOST //連接mysql容器
  value: 'mysql'
- name: MYSQL_SERVICE_PORT
  value: '3306'
  [root@node11 tomcat_mysql]# kubectl create -f myweb-rc.yaml
  [root@node11 tomcat_mysql]# kubectl get rc
  NAME DESIRED CURRENT READY AGE
  mysql 1 1 1 2h
  myweb 5 5 5 35s
  [root@node11 tomcat_mysql]# kubectl get pods
  NAME READY STATUS RESTARTS AGE
  mysql-v0pdr 1/1 Running 0 2h
  myweb-jsb1k 1/1 Running 0 47s
  myweb-kl2gk 1/1 Running 0 47s
  myweb-l1qvq 1/1 Running 0 47s
  myweb-p0n7g 1/1 Running 0 47s
  myweb-sh6jl 1/1 Running 0 47s
  [root@node11 tomcat_mysql]# vim myweb-svc.yaml //myweb服務腳本
  apiVersion: v1
  kind: Service
  metadata:
  name: myweb
  spec:
  type: NodePort
  ports:
  - port: 8080 //以下兩行表示訪問node的30001，將會映射到pod的8080
    nodePort: 30001
    selector:
    app: myweb
    [root@node11 tomcat_mysql]# kubectl create -f myweb-svc.yaml //啓動myweb服務
    [root@node11 tomcat_mysql]# kubectl get service
    NAME CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
    kubernetes 10.254.0.1 <none> 443/TCP 4h
    mysql 10.254.164.241 <none> 3306/TCP 30m
    myweb 10.254.222.24 <nodes> 8080:30001/TCP 26s
    [root@node11 tomcat_mysql]# docker ps |awk '{print $2}'
    ID
    192.168.4.254:5000/tomcat-app
    192.168.4.254:5000/tomcat-app
    192.168.4.254:5000/tomcat-app
    192.168.4.254:5000/tomcat-app
    192.168.4.254:5000/tomcat-app
    192.168.4.254:5000/pod-infrastructure //myweb基礎架構容器
    192.168.4.254:5000/pod-infrastructure
    192.168.4.254:5000/pod-infrastructure
    192.168.4.254:5000/pod-infrastructure
    192.168.4.254:5000/pod-infrastructure
    192.168.4.254:5000/mysql
    192.168.4.254:5000/pod-infrastructure //mysql基礎架構容器
    #myweb將啓動5個pod和10個容器，因爲每個pod需要有一個基礎架構容器，還需要有一個工作容器，同理mysql也會啓動1個pod和一個容器

瀏覽器訪問http://192.168.4.11:30001/
刪除一個容器後，k8s會發現容器數目已經少於rc聲明，它會自動創建新的對應容器

[root@node11 tomcat_mysql]# docker rm -f c1bf3822f088
[root@node11 tomcat_mysql]# docker ps
1
2
如果想要動態調整pod數目，只是將rc改個數即可

[root@node11 tomcat_mysql]# kubectl scale --replicas=3 replicationcontroller myweb //將myweb容器個數調整爲3個
[root@node11 tomcat_mysql]# kubectl get rc
NAME DESIRED CURRENT READY AGE
mysql 1 1 1 1h
myweb 3 3 3 36m
[root@node11 tomcat_mysql]# kubectl get pod
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
mysql-hg9z0 1/1 Running 0 58m
myweb-3g6rz 1/1 Running 0 32m
myweb-90jts 1/1 Running 0 32m
myweb-rvrr1 1/1 Running 0 32m
[root@node11 tomcat_mysql]# docker ps -a |awk '{print $2}' //docker個數也自動調整
ID
192.168.4.254:5000/tomcat-app
192.168.4.254:5000/tomcat-app
192.168.4.254:5000/tomcat-app
192.168.4.254:5000/pod-infrastructure
192.168.4.254:5000/pod-infrastructure
192.168.4.254:5000/pod-infrastructure
192.168.4.254:5000/mysql
192.168.4.254:5000/pod-infrastructure

刪除服務（pod也稱微服務）、rc

[root@node11 tomcat_mysql]# kubectl delete service mysql
service "mysql" deleted
[root@node11 tomcat_mysql]# kubectl delete service myweb
service "myweb" deleted
[root@node11 tomcat_mysql]# kubectl delete rc mysql
replicationcontroller "mysql" deleted
[root@node11 tomcat_mysql]# kubectl delete rc myweb
replicationcontroller "myweb" deleted
[root@node11 tomcat_mysql]# docker ps //無容器運行

php-redis主從

#redis-master
[root@node11 php_redis]# ls
frontend-controller.yaml redis-master-controller.yaml redis-slave-controller.yaml
frontend-service.yaml redis-master-service.yaml redis-slave-service.yaml
[root@node11 php_redis]# vim redis-master-controller.yaml
piVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
name: redis-master
labels:
name: redis-master
spec:
replicas: 1
selector:
name: redis-master
template:
metadata:
labels:
name: redis-master
spec:
containers:

name: master
image: 192.168.4.254:5000/redis-master
ports:
- containerPort: 6379
  [root@node11 php_redis]# kubectl create -f redis-master-controller.yaml
  [root@node11 php_redis]# vim redis-master-service.yaml
  apiVersion: v1
  kind: Service
  metadata:
  name: redis-master
  labels:
  name: redis-master
  spec:
  ports:
  - port: 6379
    targetPort: 6379
    selector:
    name: redis-master
    [root@node11 php_redis]# kubectl create -f redis-master-service.yaml

#redis-slave
[root@node11 php_redis]# vim redis-slave-controller.yaml
apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
name: redis-slave
labels:
name: redis-slave
spec:
replicas: 2
selector:
name: redis-slave
template:
metadata:
labels:
name: redis-slave
spec:
containers:

name: slave
image: 192.168.4.254:5000/guestbook-redis-slave
env:
- name: GET_HOSTS_FORM
  value: env
  ports:
- containerPort: 6379
  [root@node11 php_redis]# vim redis-slave-service.yaml
  apiVersion: v1
  kind: Service
  metadata:
  name: redis-slave
  labels:
  name: redis-slave
  spec:
  ports:
  - port: 6379
    selector:
    name: redis-slave
    [root@node11 php_redis]# kubectl create -f redis-slave-service.yaml
    [root@node11 php_redis]# kubectl get rc
    NAME DESIRED CURRENT READY AGE
    redis-master 1 1 1 9m
    redis-slave 2 2 2 1m
    [root@node11 php_redis]# kubectl get pod
    NAME READY STATUS RESTARTS AGE
    redis-master-cn208 1/1 Running 0 9m
    redis-slave-dctvw 1/1 Running 0 1m
    redis-slave-gxtfs 1/1 Running 0 1m
    [root@node11 php_redis]# kubectl get service
    NAME CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
    kubernetes 10.254.0.1 <none> 443/TCP 9h
    redis-master 10.254.174.239 <none> 6379/TCP 8m
    redis-slave 10.254.117.213 <none> 6379/TCP 42s

#frontend（前端）
[root@node11 php_redis]# vim frontend-controller.yaml
apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
name: frontend
labels:
name: frontend
spec:
replicas: 3
selector:
name: frontend
template:
metadata:
labels:
name: frontend
spec:
containers:

name: frontend
image: 192.168.4.254:5000/guestbook-php-frontend
env:
- name: GET_HOSTS_FROM
  value: env
  ports:
  - containerPort: 80
  - [root@node11 php_redis]# kubectl create -f frontend-controller.yaml
    [root@node11 php_redis]# vim frontend-service.yaml
    apiVersion: v1
    kind: Service
    metadata:
    name: frontend
    labels:
    name: frontend
    spec:
    type: NodePort
    ports:
    - port: 80
      nodePort: 30001
      selector:
      name: frontend
      [root@node11 php_redis]# kubectl create -f frontend-service.yaml
      [root@node11 php_redis]# kubectl get rc
      NAME DESIRED CURRENT READY AGE
      frontend 3 3 3 2m
      redis-master 1 1 1 14m
      redis-slave 2 2 2 6m
      [root@node11 php_redis]# kubectl get pod
      NAME READY STATUS RESTARTS AGE
      frontend-3dqhv 1/1 Running 0 2m
      frontend-ct7qw 1/1 Running 0 2m
      frontend-tz3p4 1/1 Running 0 2m
      redis-master-cn208 1/1 Running 0 14m
      redis-slave-dctvw 1/1 Running 0 6m
      redis-slave-gxtfs 1/1 Running 0 6m
      [root@node11 php_redis]# kubectl get service
      NAME CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
      frontend 10.254.210.184 <nodes> 80:30001/TCP 42s
      kubernetes 10.254.0.1 <none> 443/TCP 9h
      redis-master 10.254.174.239 <none> 6379/TCP 13m
      redis-slave 10.254.117.213 <none> 6379/TCP 5m

瀏覽器訪問http://192.168.4.11:30001/，測試redis主從讀寫分離

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