Kubernetes - 图1

我们急需一个大规模容器编排系统

kubernetes具有以下特性:

服务发现和负载均衡:可以使用DNS名称或自己的IP地址公开容器,如果进入容器的流量很大,Kubernetes可以负载均衡并分配网络流量,从而使部署稳定。
存储编排:允许你自动挂载你选择的存储系统,例如本地存储、公共云提供商等。
自动部署和回滚:使用Kubernetes描述已部署容器的所需状态,它可以以受控的速率将实际状态更改为期望状态。例如:你可以自动化Kubernetes来为你的部署创建新容器,删除现有容器并将它们的所有资源用于新容器。
自动完成装箱计算:允许你指定每个容器所需CPU和内存,当容器指定了资源请求时,Kubernetes可以做出更好的决策来管理容器的资源。
自我修复:Kubernetes重新启动失败的容器、替换容器、杀死不响应用户定义的运行状况检查的容器,并且在准备好服务之前不将其通报给客户端。
秘钥与配置管理:允许你管理和存储敏感信息,例如:密码、OAuth令牌和ssh秘钥。你可以在不重建容器镜像的情况下部署和更新秘钥和应用程序配置,也无需在堆栈配置中暴露秘钥。
Kubernetes为你提供一个可弹性运行分布式系统的框架。Kubernetes会满足你的扩展要求,故障转移,部署模式等。

架构

工作方式

Kubernetes Cluster = N Master Node + N Worker Node:N主节点+N工作节点; N>=1

组件架构

Kubernetes - 图2

控制平面组件(Control Plane Components)

控制平面的组件对集群做出全局决策(比如调度),以及检测和响应集群事件(例如,当不满足部署的rplicas字段时,启动新的pod)
控制平面组件可以在集群中的任何节点上运行。然而,为了简单起见,设置脚本通常会在同一个计算机上启动所有控制平面组件,并且不会在此计算机上运行客户容器。
kube-apiserver
API服务器是Kubernetes控制面的组件,该组件公开了KubernetesAPI。API服务器是Kubernetes控制面的前端。
etcd
etcd是兼具一致性和高可用性的键值数据库。可以作为保存Kubernetes所有集群数据的后台数据库。
kube-scheduler
控制平面组件,负责监视新创建的、未指定运行节点(node)的Pods。选择节点让Pod在上面运行。
调度决策考虑因素包括单个Pod和Pod集群的资源需求、硬件/软件/策略约束、亲和性和反亲和性规范、数据位置、工作负载间的干扰和最后时限。
kube-controller-manager
在主节点上运行控制器的组件。
从逻辑上讲,每个控制器都是一个单独的进程,但是为了降低复杂性,它们都被编译到同一个可执行文件,并在一个进程中运行。
这些控制器包含:

  1. 节点控制器(Node Controller):负责在节点出现故障时进行通信和响应。
  2. 任务控制器(Job Controller):检测代表一次性任务的job对象,然后创建Pods来运行这些任务直至完成。
  3. 端点控制器(Endpoints Controller):填充端点(Endpoints)对象(即加入Service与Pod)
  4. 服务账户和令牌控制器(Service Account & Token Controller):为新的命名空间创建默认账户和API访问令牌。

cloud-controller-manager
云控制器管理器是指嵌入特定云的控制逻辑的控制平面组件。云控制器管理器允许您链接集群到云提供商的应用编程接口中,并把和该云平台交互的组件与只和您的集群交互的组件分离开。
cloud-controller-manager仅运行特定于云平台的控制回路。如果你在自己的环境中运行Kubernetes,或者在本地计算机中运行学习环境,所部署的环境中不需要云控制器管理器。
cloud-controller-manager类似,cloud-controller-manager将若干逻辑上独立的控制回路组合到同一个可执行文件中,供你以同一进程的方式运行。你可以对其执行水平扩容(运行不止一个副本)以提升性能或者增强容错能力。
下面的控制器都包含对云平台驱动的依赖:

  1. 节点控制器:用于在节点终止响应后检查云提供商以确定节点是否已被删除。
  2. 路由控制器:用于底层云基础架构中设置路由。
  3. 服务控制器:用于创建、更新和删除云提供商负载均衡器。

    Node 组件

    节点组件在每个节点上运行,维护运行的Pod并提供Kubernetes运行环境。
    kubelet
    在集群中每个节点(node)上运行的代理。它保证容器都在运行Pod中。Kubelet接受一组通过各类机制提供给它的PodSpecs,确保这些PodSpecs中描述的容器处于运行状态且健康。kubelet不会管理不是由Kubernetes创建的容器。
    kube-proxy
    kube-proxy是集群中每个节点上运行的网络代理,实现Kubernetes服务(Service)概念的一部分。
    kube-proxy维护节点上的网络规则。这些网络规则允许从集群内部或外部的网络会话与Pod进行网络通信。
    如果操作系统提供了数据包过滤层并可用的话,kube-proxy会通过它来实现网络规则。否则,kube-proxy仅转发流量本身。
    Kubernetes - 图3

    kubeadm创建集群

    安装kubeadm

    一台兼容的linux主机。kubernetes项目基于Debian和Rad Hat的Liunx发行版及以一些不提供包管理器的发行版提供通用的指令。
    每台机器2GB或更多的RAM(如果少于这个数字将会影响你应用的运行内存)
    2CPU核或更多
    集群中的所有机器的网络彼此均能互相连接(公网和内网都可以):设置防火墙放行规则
    节点之中不可以有重复的主机名、MAC地址或者product_uuid:设置不同的hostname
    开启机器上的某些端口:内网互信
    禁用交换分区。为了保证kubelet正常工作,必须禁用交换分区。永久关闭

    基础环境

    所有机器执行以下操作 ```

    各个机器设置自己的域名

    hostnamectl set-hostname xxxx

将 SELinux 设置为 permissive 模式(相当于将其禁用)

sudo setenforce 0 sudo sed -i ‘s/^SELINUX=enforcing$/SELINUX=permissive/‘ /etc/selinux/config

关闭swap

swapoff -a
sed -ri ‘s/.swap./#&/‘ /etc/fstab

允许 iptables 检查桥接流量

cat <<EOF | sudo tee /etc/modules-load.d/k8s.conf br_netfilter EOF

cat <<EOF | sudo tee /etc/sysctl.d/k8s.conf net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1 net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1 EOF sudo sysctl —system

  1. <a name="Pvo9P"></a>
  2. #### 安装kubelet、kubeadm、kubectl

cat <<EOF | sudo tee /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 exclude=kubelet kubeadm kubectl EOF

sudo yum install -y kubelet-1.20.9 kubeadm-1.20.9 kubectl-1.20.9 —disableexcludes=kubernetes

sudo systemctl enable —now kubelet

kubelet 现在每隔几秒就会重启,因为它陷入了一个等待kubeadm指令的死循环。
<a name="b2U4J"></a>
### 使用kubeadm引导集群
<a name="EzehY"></a>
#### 下载各个机器需要的镜像

sudo tee ./images.sh <<-‘EOF’

!/bin/bash

images=( kube-apiserver:v1.20.9 kube-proxy:v1.20.9 kube-controller-manager:v1.20.9 kube-scheduler:v1.20.9 coredns:1.7.0 etcd:3.4.13-0 pause:3.2 ) for imageName in ${images[@]} ; do docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/lfy_k8s_images/$imageName done EOF

chmod +x ./images.sh && ./images.sh

<a name="GSOCe"></a>
#### 初始化主节点

所有机器添加master域名映射,以下需要修改为自己的

echo “172.31.0.4 cluster-endpoint” >> /etc/hosts

主节点初始化

kubeadm init \ —apiserver-advertise-address=172.31.0.4 \ —control-plane-endpoint=cluster-endpoint \ —image-repository registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/lfy_k8s_images \ —kubernetes-version v1.20.9 \ —service-cidr=10.96.0.0/16 \ —pod-network-cidr=192.168.0.0/16

所有网络范围不重叠

```
Your Kubernetes control-plane has initialized successfully!

To start using your cluster, you need to run the following as a regular user:

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

Alternatively, if you are the root user, you can run:

  export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf

You should now deploy a pod network to the cluster.
Run "kubectl apply -f [podnetwork].yaml" with one of the options listed at:
  https://kubernetes.io/docs/concepts/cluster-administration/addons/

You can now join any number of control-plane nodes by copying certificate authorities
and service account keys on each node and then running the following as root:

  kubeadm join cluster-endpoint:6443 --token hums8f.vyx71prsg74ofce7 \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:a394d059dd51d68bb007a532a037d0a477131480ae95f75840c461e85e2c6ae3 \
    --control-plane 

Then you can join any number of worker nodes by running the following on each as root:

kubeadm join cluster-endpoint:6443 --token hums8f.vyx71prsg74ofce7 \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:a394d059dd51d68bb007a532a037d0a477131480ae95f75840c461e85e2c6ae3
#查看集群所有节点
kubectl get nodes

#根据配置文件,给集群创建资源
kubectl apply -f xxxx.yaml

#查看集群部署了哪些应用?
docker ps   ===   kubectl get pods -A
# 运行中的应用在docker里面叫容器,在k8s里面叫Pod
kubectl get pods -A

根据提示继续

master成功后提示如下:
Kubernetes - 图4

kubectl apply -f calico.yaml

<a name="COmou"></a>
#### 加入node节点

kubeadm join cluster-endpoint:6443 —token x5g4uy.wpjjdbgra92s25pp \ —discovery-token-ca-cert-hash sha256:6255797916eaee52bf9dda9429db616fcd828436708345a308f4b917d3457a22 `` 新令牌<br />kubeadm token create —print-join-command`
高可用部署方式,也是在这一步的时候,使用添加主节点的命令即可。

验证集群

验证集群节点状态 kubectl get nodes

部署dashboard