Linux企业运维——Kubernetesk8s集群安装部署

Posted 2021-09-01 是大姚呀

Linux企业运维——Kubernetes（一）k8s集群安装部署

文章目录

• • Linux企业运维——Kubernetes（一）k8s集群安装部署
  • 1、Kubernetes简介
  • • 1.1、什么是Kubernetes
    • 1.2、Kubernetes设计架构
  • 2、k8s安装部署
  • • 2.1、环境准备
    • 2.2、安装部署

1、Kubernetes简介

1.1、什么是Kubernetes

Kubernetes (通常称为K8s，K8s是将8个字母“ubernete”替换为“8”的缩写) 是用于自动部署、扩展和管理容器化（containerized）应用程序的开源系统。它旨在提供“跨主机集群的自动部署、扩展以及运行应用程序容器的平台”。它支持一系列容器工具, 包括Docker等。
Kubernetes对计算资源进行了更高层次的抽象，通过将容器进行细致的组合，将最终的应用服务交给用户。

Kubernetes的好处：

• 隐藏资源管理和错误处理，用户仅需要关注应用的开发。
• 服务高可用、高可靠。
• 可将负载运行在由成千上万的机器联合而成的集群中。

1.2、Kubernetes设计架构

Kubernetes集群包含有节点代理kubelet和Master组件(APIs, scheduler, etc)，一切都基于分布式的存储系统。

Kubernetes主要由以下几个核心组件组成：

• etcd：保存了整个集群的状态
• 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：负责维护集群的状态，比如故障检测、自动扩展、滚动更新等
• 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
• kubelet：负责维护容器的生命周期，同时也负责Volume（CVI）和网络（CNI）的管理
• Container runtime：负责镜像管理以及Pod和容器的真正运行（CRI） kube-proxy：负责为Service提供cluster内部的服务发现和负载均衡

除了核心组件，还有一些推荐的Add-ons：

• kube-dns：负责为整个集群提供DNS服务
• Ingress Controller：为服务提供外网入口
• Heapster：提供资源监控
• Dashboard：提供GUI
• Federation：提供跨可用区的集群
• Fluentd-elasticsearch：提供集群日志采集、存储与查询

Kubernetes设计理念和功能其实就是一个类似Linux的分层架构：

• 核心层：Kubernetes最核心的功能，对外提供API构建高层的应用，对内提供插件式应用执行环境
• 应用层：部署（无状态应用、有状态应用、批处理任务、集群应用等）和路由（服务发现、DNS解析等）
• 管理层：系统度量（如基础设施、容器和网络的度量），自动化（如自动扩展、动态Provision等）以及策略管理（RBAC、Quota、PSP、NetworkPolicy等）
• 接口层：kubectl命令行工具、客户端SDK以及集群联邦
• 生态系统：在接口层之上的庞大容器集群管理调度的生态系统，可以划分为两个范畴—— （1）Kubernetes外部：日志、监控、配置管理、CI、CD、Workflow、FaaS、OTS应用、ChatOps等 （2）Kubernetes内部：CRI、CNI、CVI、镜像仓库、Cloud Provider、集群自身的配置和管理等

2、k8s安装部署

2.1、环境准备

关闭所有节点的selinux和iptables防火墙，所有节点部署docker引擎。
清理所有服务器之前的docker实验产物，保证实验环境崭新


server2、3、4离开swarm集群，清空machine的配置，重新加载配置文件，重新启动docker



删除server1和server2上的之前实验配置的网络接口


server2、3、4关闭swap分区，注释掉/etc/fstab文件里swap分区的部分



server2将Docker使用的Cgroup Driver改为systemd，因为systemd是Kubernetes自带的cgroup管理器, 负责为每个进程分配cgroups, 但docker的cgroup driver默认是cgroupfs,这样就同时运行有两个cgroup控制管理器, 当资源有压力的情况时,有可能出现不稳定的情况


将上一步修改好的相同的配置发送给server3和server4

server3和server4重新启动docker


server2中修改docker源配置文件，将enabled参数置0

创建k8s的源配置文件并编辑

将server2上的k8s.repo发送给server3和server4

2.2、安装部署

server2、3、4安装kubelet kubeadm kubectl



都启动kubelet并设置开机自启



真实主机将k8s的安装包发送给server1

server1使用docker导入该镜像

列出镜像列表，可以看到有7个k8s相关镜像和1个flannel镜像

在harbor中创建k8s项目，将k8s相关的镜像文件存放进去，设置为公开，方便匿名用户拉取



k8s管理端的虚拟机分配的cpu至少要为2，并提高分配的内存，所以修改一下虚拟机配置


接下来初始化k8s集群

现在需要配置k8s的环境变量，这里图中程序提示的命令我们直接复制下来执行

并在 ~/.bash_profile中添加如下配置以导出该环境变量：

输入kubectl查看环境变量是否配置成功，如成功会展示出可用命令

输入kubectl get nodes获取节点和服务版本信息
输入kubectl get pod -n kube-system获取指定名称空间的pod信息，可以看到有两个没有就绪，这是因为没有安装flannel网络组件
server2先安装wget，然后下载kube-flannel.yml


修改kube-flannel.yml配置文件，修改image参数

server1更改flannel镜像标签并将其上传至harbor仓库

我们可以在web管理页面看到上传的flannel镜像

server2现在启动flannel组件，查看pod信息，可以看到刚才的两个没有就绪的pod已经就绪了

在之前初始化时我们还需要保存下图选中的命令，这个命令可以让其他节点加入到server2部署好的k8s集群里

在server3和server4中使用该命令，加入到k8s集群中


server3和server4现在查看镜像列表，可以看到集群中的镜像，说明已经加入到了server2部署的k8s集群中