首先我在這里說明一下我為什么學習K8S，現在的大型聯網公司基本都鏡像的方式進行一個管理（docker教程），但是當鏡多的時候就不方便管理和維護所以就產生了Kubernetes這個組件，
一、什么是Kubernetes
Kubernetes是Google開源的一個容器編排引擎，它支持自動化部署、大規模可伸縮、應用容器化管理，在生產環境中部署一個應用程式時，通常要部署該應用的多個實體以便對應用請求進行負載均衡，
二、Kubernetes 的特點
- 輕量級：消耗資源小
- 彈性伸縮
- 負載均衡：IPVS
三、Kubernetes 架構
etcd 的官方將它定位成一個可信賴的分布式鍵值存盤服務，它能高為整個分布式集群存盤一些關鍵資料，協助分布式集群的正常運轉，
組件介紹
APISERVER: 所有服務統一入口
CrontrollerManager：維持副本期望數目
Scheduler：負責介紹任務，選擇合適的節點進行分配任務
ETCD：鍵值對資料庫 儲存K8S集群所有重要資訊（持久化）
Kubelet：直接跟容器引擎互動實作容器的生命周期管理
Kube-proxy：負責寫入規則至 IPTABLES、IPVS 實作服務映射訪問的
COREDNS：可以為集群中的SVC創建一個域名IP的對應關系決議
DASHBOARD：給 K8S 集群提供一個 B/S 結構訪問體系
INGRESS CONTROLLER：官方只能實作四層代理，INGRESS 可以實作七層代理
FEDERATION：提供一個可以跨集群中心多K8S統一管理功能
PROMETHEUS：提供K8S集群的監控能力
ELK：提供 K8S 集群日志統一分析介入平臺
四、Pod的概念
4.1 Replication Controller與Replicaset與Deployment區別
Replication Controller 用來確保容器應用的副本數始終保持在用戶定義的副本數，即如果有容器例外退出，會自動創建新的Pod來替代；而如果例外多出來的容器也會自動回收在新版本的 Kubernetes中建議使用 Replicaset來取代 Replication Controlle
Replicaset跟 Replication Controller沒有本質的不同，只是名字不一樣，并且Replicaset支持集合式的 selector雖然 Replicaset可以獨立使用，但一般還是建議使用 Deployment來自動管理Replicaset，這樣就無需擔心跟其他機制的不兼容問題（比如 Replicaset不支持rolling- update但 Deployment支持）
Deployment (Replicaset)
Deployment為Pod和 Replicaset提供了一個宣告式定義（ declarative）方法，用來替代以前的 Replication Controller來方便的管理應用，典型的應用場景包括
- 定義 Deployment來創建Pod和 Replicaset
- 滾動升級和回滾應用
- 擴容和縮容
- 暫停和繼續 Deployment
4.2 HPA(Horizontalpodautoscale)
Horizontal Pod Autoscaling僅適用于 Deployment和 Replicaset，在V1版本中僅支持根據Pod的CPU利用率擴所容，在 vlalpha版本中，支持根據記憶體和用戶自定義的 metric擴縮容，
4.3 Statefullset
Statefulset是為了解決有狀態服務的問題（對應 Deployments和 Replicasets是為無狀態服務而設計），其應用場景包括
- 穩定的持久化存備，即Pod重新調度后還是能訪問到相同的持久化資料，基于PWC來實作
- 穩定的網路標志，即Pod重新調度后其 Podname和 Hostname不變，基于 Headless Servi（即沒有 Cluster IP的 Service）來實作
- 有序部署，有序擴展，即Pod是有順序的，在部暑或者擴展的時候要依據定義的順序依次依次進行（即從0到N-1,在下一個Pod運行之前所有之前的Pod必須都是 Running和 Ready狀態）基于 init containers來實作
- 有序收縮，有序洗掉（即從N-1到0)
4.4 Daemonset
Daemonset確保全部（或者一些）Node上運行一個Pod的副本，當有Node加入集群時，也會為他們新增一個Pod，當有Node從集群移除時，這些Pod也會被回收，洗掉 Daemonset將會洗掉它創建的所有Pod
使用 Daemonset的一些典型用法
- 運行集群存盤 daemon，例如在每個Node上運行 cluster、ceph
- 在每個Node上運行日志收集 daemon，例如f1 went、1 ogstash
- 在每個Node上運行監控 daemon，例如 Prometheus Node Exporter
4.5 Job, Cron job
Job負責批處理任務，即僅執行一次的任務，它保證批處理任務的一個或多個Pod成功結束Cron Job管理基于時間的Job，即
- 在給定時間點只運行一次
- 周期性地在給定時間點運行
五、網路通訊方式
同一個Pod內部通訊：同一個Pod共享同一個網路命名空間，共享同一個 Linux協議堆疊
Pod1至Pod2
- Pod1與Pod2不在同一臺主機，Pod的地址是與 docker0在同一個網段的，但 docker0網段與宿主機網卡是兩個完全不同的IP網段，并且不同Node之間的通信只能通過宿主機的物理網卡進行，將Pod的IP和所在Node的IP關聯起來，通過這個關聯讓Pod可以互相訪問
- Pod1與Pod2在同一臺機器，由 Dockert0網橋直接轉發請求至Pod2,不需要經過 Flannel
Pod至 Service的網路：目前基于性能考慮，全部為 iptables維護和轉發
-
Pod到外網：Pod向外網發送請求，查找路由表，轉發資料包到宿主機的網卡，宿主網卡完成路由選擇后， iptables執行 Masquerade，把源IP更改為宿主網卡的IP，然后向外網服務器發送請求
-
外網訪問Pod: Service
六、K8S的安裝
環境準備：
我們需要大家三臺節點 1臺master 2臺node節點
我這里是重新搭建的虛擬機
6.1 設定系統主機名以及 Host 檔案的相互決議
hostnamectl set-hostname k8s-master01
hostnamectl set-hostname k8s-node01
hostnamectl set-hostname k8s-node02
6.2 安裝依賴包
注意： 一下內容需要三臺節點都需要執行
yum install -y conntrack ntpdate ntp ipvsadm ipset jq iptables curl sysstat libseccomp wgetvimnet-tools git
6.3 設定防火墻為 Iptables 并設定空規則
systemctl stop firewalld && systemctl disable firewalld
yum -y install iptables-services && systemctl start iptables && systemctl enable iptables&& iptables -F && service iptables save
6.4 關閉 SELINUX
swapoff -a && sed -i '/ swap / s/^\(.*\)$/#\1/g' /etc/fstab
setenforce 0 && sed -i 's/^SELINUX=.*/SELINUX=disabled/' /etc/selinux/config
6.5 調整內核引數，對于 K8S
cat > 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 # 禁止使用 swap 空間，只有當系統 OOM 時才允許使用
vm.overcommit_memory=1 # 不檢查物理記憶體是否夠用
vm.panic_on_oom=0 # 開啟 OOM
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
cp kubernetes.conf /etc/sysctl.d/kubernetes.conf
sysctl -p /etc/sysctl.d/kubernetes.conf
6.6 調整系統時區
# 設定系統時區為中國/上海
timedatectl set-timezone Asia/Shanghai
# 將當前的 UTC 時間寫入硬體時鐘
timedatectl set-local-rtc 0
# 重啟依賴于系統時間的服務
systemctl restart rsyslog
systemctl restart crond
6.7 關閉系統不需要服務
systemctl stop postfix && systemctl disable postfix
6.8 設定 rsyslogd 和 systemd journald
# 持久化保存日志的目錄
mkdir /var/log/journal
mkdir /etc/systemd/journald.conf.d
cat > /etc/systemd/journald.conf.d/99-prophet.conf <<EOF
[Journal]
# 持久化保存到磁盤
Storage=persistent
# 壓縮歷史日志
Compress=yesSyncIntervalSec=5m
RateLimitInterval=30s
RateLimitBurst=1000
# 最大占用空間
10GSystemMaxUse=10G
# 單日志檔案最大 200M
SystemMaxFileSize=200M
# 日志保存時間 2 周
MaxRetentionSec=2week
# 不將日志轉發到
syslogForwardToSyslog=no
EOF
systemctl restart systemd-journald
6.9 升級系統內核為 4.44
rpm -Uvh http://www.elrepo.org/elrepo-release-7.0-3.el7.elrepo.noarch.rpm
# 安裝完成后檢查 /boot/grub2/grub.cfg 中對應內核 menuentry 中是否包含 initrd16 配置，如果沒有，再安裝一次！
yum --enablerepo=elrepo-kernel install -y kernel-lt
# 設定開機從新內核啟動
grub2-set-default 'CentOS Linux (4.4.189-1.el7.elrepo.x86_64) 7 (Core)'
6.10 kube-proxy開啟ipvs的前置條件
modprobe br_netfilter
cat > /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules <<EOF
#!/bin/bash
modprobe -- ip_vs
modprobe -- ip_vs_rr
modprobe -- ip_vs_wrr
modprobe -- ip_vs_sh
modprobe -- nf_conntrack_ipv4
EOF
chmod 755 /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules && bash /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules &&lsmod | grep -e ip_vs -e nf_conntrack_ipv4
6.11 安裝 Docker 軟體
yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
yum update -y && yum install -y docker-ce
## 創建 /etc/docker 目錄
mkdir /etc/docker
# 配置 daemon
cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
"log-driver": "json-file",
"log-opts": {"max-size": "100m"}
}
EOF
mkdir -p /etc/systemd/system/docker.service.d
# 重啟docker服務
systemctl daemon-reload && systemctl restart docker && systemctl enable docker
6.12 安裝 Kubeadm （主從配置）
vim /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgcheck=0
repo_gpgcheck=0
gpgkey=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg
http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
yum -y install kubeadm-1.15.1 kubectl-1.15.1 kubelet-1.15.1
systemctl enable kubelet.service
6.13 添加需要的鏡像
我會提供一個 kubeadm-basic.images.tar.gz 壓縮包解壓 load 即可添加到鏡像中最后面會有獲取方式
#解壓檔案 kubeadm-basic.images.tar.gz
tar -zxvf kubeadm-basic.images.tar.gz
#撰寫一個腳本執行加載
#!/bin/bash
ls /root/kubeadm-basic.images >/tmp/image-list.txt
cd /root/kubeadm-basic.images
for i in $(cat /tmp/image-list.txt)
do
docker load -i $i
done
rm -rf /tmp/image-list.txt
6.14 初始化主節點
#初始化k8s獲取模板
kubeadm config print init-defaults > kubeadm-config.yaml
bootstrapTokens:
- groups:
- system:bootstrappers:kubeadm:default-node-token
token: abcdef.0123456789abcdef
ttl: 24h0m0s
usages:
- signing
- authentication
kind: InitConfiguration
localAPIEndpoint:
advertiseAddress: 192.168.100.141
bindPort: 6443
nodeRegistration:
criSocket: /var/run/dockershim.sock
name: k8s-master01
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: k8s.gcr.io
kind: ClusterConfiguration
kubernetesVersion: v1.15.1
networking:
dnsDomain: cluster.local
podSubnet: "10.244.0.0/16"
serviceSubnet: 10.96.0.0/12
scheduler: {}
---
apiVersion: kubeproxy.config.k8s.io/v1alpha1
kind: KubeProxyConfiguration
featureGates:
SupportIPVSProxyMode: true
mode: ipvs
#進行初始化
kubeadm init --config=kubeadm-config.yaml --experimental-upload-certs | tee kubeadm-init.log
查看kubeadm-init.log檔案執行創建
mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
如果想讓其他節點加進來需要執行以下命令
6.15 部署網路
# 獲取yml 檔案
wget https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml
# 獲取成功進行創建 注意由于可能網路運行獲取失敗 我這里也為你們提供了這個檔案
kubectl create -f kube-flannel.yml
6.16 測驗
集群搭建成功
測驗命令： kubectl get node
七、總結
好了，說了這么多終于是了解了什么是k8s，和部署一個k8s集群了，可能小伙伴們在部署的程序中會遇到各種問題，可以在評論留言我們大家一起溝通解決，后面的文章會進行更新關于k8s的內容，我們下期見~~~~
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