1 kubernetes简介
Kubernetes简称K8s，是Google于2014年6月基于其内部使用的Borg系统开源的容器编排平台，可用于大规模运行分布式应用和服务。2015年，Google、RedHat 等开源基础设施领域公司，共同牵头发起了一个名为 CNCF（Cloud Native Computing Foundation）的基金会，希望以Kubernetes项目为基础，建立一个由开源基础设施领域厂商主导的、按照独立基金会方式运营的平台级社区。Kubernetes可以说是Google 公司在容器化基础设施领域多年来实践经验的沉淀与升华，加上近几年不断壮大的开源社区对其贡献，现在已经基本成为容器编排调度框架的标准。
2 kubernetes架构
2.1 核心组件
apiserver
提供了资源操作的唯一入口，并提供认证、授权、访问控制、API 注册和发现等机制；
controller manager
kubelet
负责维护容器的生命周期，同时也负责 Volume（CSI）和网络（CNI）的管理；
etcd
scheduler
负责资源的调度，按照预定的调度策略将 Pod 调度到相应的机器上；
kube-proxy
负责为 Service 提供 cluster 内部的服务发现和负载均衡；
container runtime
负责镜像管理以及 Pod 和容器的真正运行（CRI）；
kubernetes架构图
2.2 基本概念和术语
Master
Master是集群控制节点，每个集群需要一个Master来负责整个集群的管理和控制。基本上所有的控制命令都发给它。Master上运行的关键进程有：apiserver、scheduler、controller manager，通常还有etcd。
Node
Node是提供计算能力的工作负载节点，是所有 Pod 运行所在的工作主机。Node上运行的关键节点有kubelet、kube-proxy、docker。
Pod
Pod 是在 Kubernetes 集群中运行部署应用或服务的最小单元，它是可以支持多容器的。Pod 的设计理念是支持多个容器在一个 Pod 中共享网络地址和文件系统，可以通过进程间通信和文件共享这种简单高效的方式组合完成服务。Pod 对多容器的支持是 K8 最基础的设计理念。
Replication Controller (RC)
RC 是 Kubernetes 集群中最早的保证 Pod 高可用的 API 对象。通过监控运行中的 Pod 来保证集群中运行指定数目的 Pod 副本。指定的数目可以是多个也可以是 1 个；少于指定数目，RC 就会启动运行新的 Pod 副本；多于指定数目，RC 就会杀死多余的 Pod 副本。RC只适用于长期的业务类型，比如Web 服务。
Replica Set (RS)
RS 是新一代 RC，提供同样的高可用能力，区别主要在于 RS 后来居上，能支持更多种类的匹配模式。
Deployment
Deployment表示用户对 Kubernetes 集群的一次更新操作。Deployment是一个比 RS 应用模式更广的 API 对象，可以是创建一个新的服务，更新一个新的服务，也可以是滚动升级一个服务。滚动升级一个服务，实际是创建一个新的 RS，然后逐渐将新 RS 中副本数增加到理想状态，将旧 RS 中的副本数减小到 0 的复合操作；这样一个复合操作用一个 RS 是不太好描述的，所以用一个更通用的 Deployment 来描述。
Service
Service解决如何访问服务的问题。服务执行在具体哪些Pod上是变化的，不能以确定的 IP 和端口号提供服务，要稳定地提供服务需要服务发现和负载均衡能力。每个 Service 会对应一个集群内部有效的虚拟 IP，通过这个IP就能找到对应的的后端服务实例。服务的负载均衡是由 Kube-proxy 实现的。
Job
Job 是用来控制批处理型任务的 API 对象。Job 管理的 Pod 根据用户的设置把任务成功完成就自动退出了。成功完成的标志根据不同的 spec.completions 策略而不同：单 Pod 型任务有一个 Pod 成功就标志完成；定数成功型任务保证有 N 个任务全部成功。
DaemonSet
前面所述的API对象并不能保证在每个node上都运行有某个服务，而有些后台支撑型服务（如存储，日志和监控等）需要运行在每一个node上，DaemonSet就是用来控制这类服务的API对象。DaemonSet保证每个通过 nodeSelector 选定的节点上都有一个此类 Pod 运行。
StatefulSet
RC 和 RS 主要是控制提供无状态服务的，其所控制的 Pod 的名字是随机设置的，一个 Pod 出故障了就被丢弃掉，在另一个地方重启一个新的 Pod，只用保证Pod总数不变。而 StatefulSet 是用来控制有状态服务，StatefulSet 中的每个 Pod 的名字都是事先确定的，不能更改。RC 和 RS 中的 Pod一般不挂载存储或者挂载共享存储，保存的是所有 Pod 共享的状态。而StatefulSet中的每个 Pod 挂载自己独立的存储，如果一个 Pod 出现故障，从其他节点启动一个同样名字的 Pod，要挂载上原来 Pod 的存储继续以它的状态提供服务。
Volume
Kubernetes 集群中的存储卷跟 Docker 的存储卷有些类似，只不过 Docker 的存储卷作用范围为一个容器，而 Kubernetes 的存储卷的生命周期和作用范围是一个 Pod。每个 Pod 中声明的存储卷由 Pod 中的所有容器共享。
Persistent Volume 和 Persistent Volume Claim
PV 描述的，是持久化存储数据卷，主要定义的是一个持久化存储在宿主机上的目录，比如一个 NFS 的挂载目录。PVC 描述的，则是 Pod 所希望使用的持久化存储的属性。比如，Volume 存储的大小、可读写权限等等。PV 和 PVC 使得 Kubernetes 集群具备了存储的逻辑抽象能力，使得在配置 Pod 的逻辑里可以忽略对实际后台存储技术的配置，而把这项配置的工作交给 PV 的配置者，即集群的管理者。
Secret
Secret 是用来保存和传递密码、密钥、认证凭证这些敏感信息的对象。使用 Secret 的好处是可以避免把敏感信息明文写在配置文件里。
User Account 和 Service Account
User Account为人提供账户标识，而Service Account为计算机进程和 Kubernetes 集群中运行的 Pod 提供账户标识。User Account对应的是人的身份，人的身份与服务的 namespace 无关，所以User Account是跨 namespace 的；而Service Account对应的是一个运行中程序的身份，与特定 namespace 是相关的。
Namespace
命名空间为 Kubernetes 集群提供虚拟的隔离作用。
3 kubernetes部署
K8s的部署原本比较麻烦，除了将各个组件编译成二进制文件外，用户还要负责为这些二进制文件编写对应的配置文件、配置自启动脚本，以及为 kube-apiserver 配置授权文件等等诸多运维工作。2017 年，Kubernetes社区才发起了一个独立的部署工具，名叫kubeadm，这个工具可以让用户通过两条命令完成一个k8s集群的部署：
- 创建一个Master节点：
kubeadm init - 将一个Node节点加入到当前集群中：
kubeadm join
kubeadm是使用容器进行部署k8s组件的，但是，由于kubelet配置容器网络、管理容器数据卷时，都需要直接操作宿主机，如果kubelet运行在一个容器里，那么直接操作宿主机就会变得很麻烦，kubeadm的部署方案是：把 kubelet 直接运行在宿主机上，然后使用容器部署其他的 Kubernetes 组件。
于是，部署k8s集群的步骤：
- 安装doceker，可手动下载docker-ce的安装包进行安装
- 禁止防火墙、关闭swap、禁止selinux
```
禁止防火墙
$ sudo ufw disable关闭swap
$ sudo swapoff -a永久关闭swap分区
$ sudo sed -i ‘s/.swap./#&/‘ /etc/fstab
禁⽌selinux
安装操控selinux的命令
$ sudo apt install -y selinux-utils # 禁⽌止selinux $ setenforce 0
重启启操作系统 $ shutdown -r now
查看selinux是否已经关闭 $ sudo getenforce Disabled(表示已经关闭)
3. 安装kubeadm、kubelet 和 kubectl
apt-get install kubeadm kubelet kubectl
4. 初始化master节点
为了让pod网络不与任何主机网络重叠，应使用一个合适的CIDR块来代替，然后在执行 kubeadm init 时使用 --pod-network-cidr参数：
kubeadm init —pod-network-cidr=10.244.0.0/16 ```
- 加入node节点。
kubeadm会为集群生成一个bootstrap token。在后面，只要持有这个token，任何一个安装了kubelet和kubadm的节点，都可以通过kubeadm join加入到这个集群当中。
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