Kubernetes学习前部署-阿里云开发者社区

屏幕截图 2023-08-28 163846.png

开源容器应用自动化部署技术Kubernetes

Kubernetes这个单词来自于希腊语，含义是舵手或领航员；

生产环境级别的容器编排

编排是什么意思

1. 按照一定的目的依次排列；

2. 调配、安排；

Kubernetes，也称为K8S，其中8是代表中间“ubernete”的8个字符，是Google在2014年开源的一个容器编排引擎，用于自动化容器化应用程序的部署、规划、扩展和管理，它将组成应用程序的容器分组为逻辑单元，以便于管理和发现，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，很多细节都不需要运维人员去进行复杂的手工配置和处理；

Kubernetes拥有Google在生产环境上borg 15年运行的经验，并结合了社区中最佳实践；

K8S是 CNCF 的项目，本来Kubernetes是Google的内部项目，后来开源出来，又后来为了其茁壮成长，捐给了CNCF；

CNCF全称Cloud Native Computing Foundation（云原生计算基金会）

官网：https://kubernetes.io/

中文社区：https://www.kubernetes.org.cn/k8s

代码：https://github.com/kubernetes/kubernetes

Kubernetes是采用Go语言开发的，Go语言是谷歌2009发布的一款开源编程语言；

Kubernetes整体架构

master--nodes

Master:

k8s集群控制节点，对集群进行调度管理，接受集群外用户去集群操作请求；

Master Node 由 API Server、Scheduler、ClusterState Store（ETCD 数据库）和 Controller MangerServer 所组成；

Nodes:

集群工作节点，运行用户业务应用容器；

Nodes节点也叫Worker Node，包含kubelet、kube proxy 和 Pod（Container Runtime）；

============================

部署 Kubernetes 环境（集群）

主要有多种方式：

（1）minikube

minikube可以在本地运行Kubernetes的工具，minikube可以在个人计算机（包括Windows，macOS和Linux PC）上运行一个单节点Kubernetes集群，以便您可以试用Kubernetes或进行日常开发工作；

https://kubernetes.io/docs/tutorials/hello-minikube/

（2）kind

Kind和minikube类似的工具，让你在本地计算机上运行Kubernetes，此工具需要安装并配置Docker；

https://kind.sigs.k8s.io/

（3）kubeadm

Kubeadm是一个K8s部署工具，提供kubeadm init 和 kubeadm join两个操作命令，可以快速部署一个Kubernetes集群；

官方地址：

https://kubernetes.io/docs/reference/setup-tools/kubeadm/kubeadm/

https://kubernetes.io/docs/setup/production-environment/tools/kubeadm/install-kubeadm/

（4）二进制包

从Github下载发行版的二进制包，手动部署安装每个组件，组成Kubernetes集群，步骤比较繁琐，但是能让你对各个组件有更清晰的认识；

（5）yum安装

通过yum安装Kubernetes的每个组件，组成Kubernetes集群，不过yum源里面的k8s版本已经比较老了，所以这种方式用得也比较少了；

（6）第三方工具

有一些大神封装了一些工具，利用这些工具进行k8s环境的安装；

（7）花钱购买

直接购买类似阿里云这样的公有云平台k8s，一键搞定；

============================

Kubeadm部署k8s集群

默认各节点都已经正确安装`docker-ce:19.03.10`,并且都已经正常配置docker加速器。

## 基本环境准备

| Linux版本 | CPU | MEM |

| --------- | ---- | ------- |

| CentOS7.8 | 双核 | 4G/node |

| master | node01 | node02 |

| ------------ | ------------ | ------------ |

| 192.168.8.10 | 192.168.8.20 | 192.168.8.30 |

### 更改主机名
hostnamectl set-hostname master
hostnamectl set-hostname node01
hostnamectl set-hostname node02
### 添加对应域名解析
cat >> /etc/hosts << EOF
192.168.8.10 master
192.168.8.20 node01
192.168.8.30 node02
EOF
### 防火墙，SElinux
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0
sed -i 's/SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/' /etc/selinux/config
### 时间同步
timedatectl set-timezone Asia/Shanghai;timedatectl set-local-rtc 0
### 禁用swap
swapoff -a && sed -i '/swap/s/^/#/' /etc/fstab      
free -h 查看禁用效果
### 配置集群无密登录 master到node01,node02无密码
ssh-keygen -t rsa
ssh-copy-id root@node01
ssh-copy-id root@node02
### 优化内核参数
modprobe br_netfilter
cat > /etc/sysctl.d/kubernetes.conf << EOF
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.ipv4.ip_forward = 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 0
vm.swappiness = 0
vm.overcommit_memory = 1
vm.panic_on_oom = 0
fs.inotify.max_user_instances = 8192
fs.inotify.max_user_watches = 1048576
fs.file-max = 52706963
fs.nr_open = 52706963
net.ipv6.conf.all.disable_ipv6 = 1
net.netfilter.nf_conntrack_max = 2310720
EOF
sysctl -p /etc/sysctl.d/kubernetes.conf
scp /etc/sysctl.d/kubernetes.conf node01:/etc/sysctl.d/
scp /etc/sysctl.d/kubernetes.conf node02:/etc/sysctl.d/
sysctl -p /etc/sysctl.d/kubernetes.conf
sysctl -p /etc/sysctl.d/kubernetes.conf

**到此基本环境准备完毕**，需要在各节点上准备`kubernetes`的`yum`源，这里推荐使用阿里云的`yum`源先来`master`节点上操作

#Kubernetes的阿里源添加
cat <<EOF > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64/
enabled=1
gpgcheck=1
repo_gpgcheck=1
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
EOF
或
#Kubernetes的清华源添加
cat <<EOF > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=kubernetes
baseurl=https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-$basearch
enabled=1
gpgcheck=0
EOF

部署k8s组件

#这里注意，master节点部署了kubectl、kubelet、kubeadm三个组件，当然在部署前要指定和k8s版本一致的组件版本。
yum install kubelet-1.18.0 kubeadm-1.18.0 kubectl-1.18.0 -y --nogpgcheck
systemctl start kubelet
systemctl enable kubelet
#阿里源安装时，需要添加--nogpgcheck参数
#node节点只需部署kubelet-1.18.0 kubeadm-1.18.0即可
# 更改docker默认Cgroup驱动
在/etc/docker/daemon.json文件中，添加一句话即可，当然这个和我们的设置加速器写在一起了。
cat >> /etc/docker/daemon.json << EOF
{
  "registry-mirrors": ["https://1dmptu91.mirror.aliyuncs.com"],
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]
}
EOF
systemctl daemon-reload
systemctl restart docker
#不要忘了重新加载以及重启doker

kubeadm初始化

至此，准备工作做完，可以开始初始化，可是由于国内网络环境限制，我们不能直接从谷歌的镜像站下载镜像，有两种方法可以解决，第一种：需要我们手动从docker镜像站下载镜像，然后重新命名，也可以用脚本来实现。这里我们采用第二种：在初始化k8s的时候，指定镜像源为阿里云。

初始化时指定镜像仓库为阿里云

kubeadm init --kubernetes-version=v1.18.0 --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers --apiserver-advertise-address 192.168.8.10 --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 --service-cidr=10.96.0.0/12

或者还有其他方案将k8s集群状态配置问一个yaml文件，然后从yaml文件初始化

kubeadm config print init-defaults > kubeadm-config.yaml
vim kubeadm-config.yaml
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2
bootstrapTokens:
- groups:
  - system:bootstrappers:kubeadm:default-node-token
  token: abcdef.0123456789abcdef
  ttl: 24h0m0s
  usages:
  - signing
  - authentication
kind: InitConfiguration
localAPIEndpoint:
  advertiseAddress: 192.168.8.10
  bindPort: 6443
nodeRegistration:
  criSocket: /var/run/dockershim.sock
  name: master
  taints:
  - effect: NoSchedule
    key: node-role.kubernetes.io/master
---
apiServer:
  timeoutForControlPlane: 4m0s
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2
certificatesDir: /etc/kubernetes/pki
clusterName: kubernetes
controllerManager: {}
dns:
  type: CoreDNS
etcd:
  local:
    dataDir: /var/lib/etcd
imageRepository: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers
kind: ClusterConfiguration
kubernetesVersion: v1.18.0
networking:
  dnsDomain: cluster.local
  serviceSubnet: 10.96.0.0/12
  podSubnet: 10.244.0.0/16
scheduler: {}
---
apiVersion: kubeproxy.config.k8s.io/v1alpha1
kind: KubeProxyConfiguration
mode: "ipvs"
#初始化集群
kubeadm init --config=kubeadm-config.yaml
#成功后提示：
  mkdir -p $HOME/.kube
  sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
  sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
kubeadm join 192.168.8.10:6443 --token abcdef.0123456789abcdef \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:a2ec410cea22ef589a7af6072008fbace244a9106bde030e771e9d933124ceec 
# PS: 结果做一个保存
systemctl restart kubelet 
kubectl get nodes
NAME     STATUS     ROLES    AGE    VERSION
master   NotReady   master   5m3s   v1.18.0

**可以看出master的状态是未就绪（NotReady**），之所以是这种状态是因为还缺少一个附件**flannel**，没有网络各Pod是无法通信的

//添加网络组件（flannel）,组件flannel可以通过https://github.com/coreos/flannel中获取

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

//再次查看集群节点状态

kubectl get nodes
NAME     STATUS   ROLES    AGE   VERSION
master   Ready    master   13m   v1.15.0

以上是主节点的安装部署，然后个node节点的安装，和加入集群，这里注意，验证，node节点已经准备好了相关的镜像。

kubeadm join 192.168.8.10:6443 --token njus35.kw3hxkys3urmnuob --discovery-token-ca-cert-hash sha256:05761b73b571c18eebd6972fb70323cd3c4d8e0aa7514efa2680411310424184

node节点需要几个镜像，可以手动先下载一下，或者从master节点同步

docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy:v1.18.0
docker pull quay.io/coreos/flannel:v0.15.1
docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.2

等待一会去master节点验证。等待的是同步flannel网络。

[root@master ~]# kubectl get nodes
NAME     STATUS   ROLES    AGE   VERSION
master   Ready    master   18m   v1.15.0
node01   Ready    <none>   68s   v1.15.0
node02   Ready    <none>   12s   v1.15.0
> PS: 确保所有pod都是running状态。
//设置kubectl命令行工具自动补全功能
yum install -y bash-completion
source /usr/share/bash-completion/bash_completion
source <(kubectl completion bash)
echo "source <(kubectl completion bash)" >> ~/.bashrc
#为了以后我们写yaml文件方便些，这里设置tab键空格个数
vim .vimrc
set tabstop=2
#########
source .vimrc
#在master验证k8s组件 如下所示代表安装组件完整且是running状态
kubectl get pod -n kube-system -o wide
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE
coredns-7ff77c879f-qwb6g         1/1     Running   0          60m
coredns-7ff77c879f-zhsgv         1/1     Running   0          60m
etcd-master                      1/1     Running   0          60m
kube-apiserver-master            1/1     Running   0          60m
kube-controller-manager-master   1/1     Running   0          60m
kube-flannel-ds-s6cfd            1/1     Running   0          9m16s
kube-flannel-ds-v75p7            1/1     Running   0          32m
kube-flannel-ds-xhn7c            1/1     Running   0          11m
kube-proxy-6ptb9                 1/1     Running   0          60m
kube-proxy-82lc6                 1/1     Running   0          9m16s
kube-proxy-h5g68                 1/1     Running   0          11m
kube-scheduler-master            1/1     Running   0          60m
#记得三台节点最后要执行systemctl enable kubelet 忘记的集群就启动不了

==============================

Kubernetes部署“容器化应用”

在Kubernetes集群中部署一个Nginx ：

kubectl create deployment nginx --image=nginx
kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort
kubectl get pod,svc

访问地址：http://NodeIP:Port

在Kubernetes集群中部署一个Tomcat ：

kubectl create deployment tomcat --image=tomcat 
kubectl expose deployment tomcat --port=8080 --type=NodePort

访问地址：http://NodeIP:Port

K8s部署微服务（springboot程序）：

1、项目打包（jar、war）-->可以采用一些工具git、maven、jenkins

2、制作Dockerfile文件，生成镜像；

3、kubectl create deployment nginx --image= 你的镜像

4、你的springboot就部署好了，是以docker容器的方式运行在pod里面的；

Kubernetes学习前部署

编排是什么意思

Kubernetes整体架构

部署 Kubernetes 环境（集群）

Kubeadm部署k8s集群

部署k8s组件

kubeadm初始化

Kubernetes部署“容器化应用”

热门文章

最新文章

相关课程

相关电子书

相关实验场景

推荐镜像

热门

活动广场

任务中心

开发者评测

高校计划

乘风者计划

训练营

阿里云MVP

话题

直播

下载

镜像站

技术资料

插件

Kubernetes学习前部署

编排是什么意思

Kubernetes整体架构

部署 Kubernetes 环境（集群）

Kubeadm部署k8s集群

部署k8s组件

kubeadm初始化

Kubernetes部署“容器化应用”

热门文章

最新文章

相关课程

相关电子书

相关实验场景

推荐镜像