Day442&443.K8s -谷粒商城

Posted 2021-12-07 阿昌喜欢吃黄桃

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Day442&443.K8s -谷粒商城相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

K8s

分布式编排管理集群的系统

一、K8s快速入门

1、简介

kubernetes简称k8s。是用于自动部署，扩展和管理容器化应用程序的开源系统。

中文官网：https://kubernetes.io/Zh/

中文社区：https://www.kubernetes.org.cn/

官方文档：https://kubernetes.io/zh/docs/home/

社区文档：https://docs.kubernetes.org.cn/

部署方式的进化：
- 传统部署时代：
  
  早期，各个组织机构在物理服务器上运行应用程序。无法为物理服务器中的应用程序定义资源边界，这会导致资源分配问题。例如，如果在物理服务器上运行多个应用程序，则可能会出现一个应用程序占用大部分资源的情况，结果可能导致其他应用程序的性能下降。一种解决方案是在不同的物理服务器上运行每个应用程序，但是由于资源利用不足而无法扩展，并且维护许多物理服务器的成本很高。
- 虚拟化部署时代：
  
  作为解决方案，引入了虚拟化。虚拟化技术允许你在单个物理服务器的 CPU 上运行多个虚拟机（VM）。虚拟化允许应用程序在 VM 之间隔离，并提供一定程度的安全，因为一个应用程序的信息不能被另一应用程序随意访问。
  
  虚拟化技术能够更好地利用物理服务器上的资源，并且因为可轻松地添加或更新应用程序而可以实现更好的可伸缩性，降低硬件成本等等。
  
  每个 VM 是一台完整的计算机，在虚拟化硬件之上运行所有组件，包括其自己的操作系统。
- 容器部署时代：
  
  容器类似于 VM，但是它们具有被放宽的隔离属性，可以在应用程序之间共享操作系统（OS）。因此，容器被认为是轻量级的。容器与 VM 类似，具有自己的文件系统、CPU、内存、进程空间等。由于它们与基础架构分离，因此可以跨云和 OS
  - 好处
    - 敏捷应用程序的创建和部署：与使用 VM 镜像相比，提高了容器镜像创建的简便性和效率。
    - 持续开发、集成和部署：通过快速简单的回滚（由于镜像不可变性），支持可靠且频繁的容器镜像构建和部署。
    - 关注开发与运维的分离：在构建/发布时而不是在部署时创建应用程序容器镜像，从而将应用程序与基础架构分离。
      可观察性不仅可以显示操作系统级别的信息和指标，还可以显示应用程序的运行状况和其他指标信号。
    - 跨开发、测试和生产的环境一致性：在便携式计算机上与在云中相同地运行。
    - 跨云和操作系统发行版本的可移植性：可在 Ubuntu、RHEL、CoreOS、本地、 Google Kubernetes Engine 和其他任何地方运行。
    - 以应用程序为中心的管理：提高抽象级别，从在虚拟硬件上运行 OS 到使用逻辑资源在 OS 上运行应用程序。
    - 松散耦合、分布式、弹性、解放的微服务：应用程序被分解成较小的独立部分，并且可以动态部署和管理 - 而不是在一台大型单机上整体运行。
    - 资源隔离：可预测的应用程序性能。
    - 资源利用：高效率和高密度。

2、架构

整体主从方式

Node节点被Master管理，Node节点负责干活，Master负责管理下命令等…

可通过左侧的UI可视化界面或者CLI命令行去发送操作API，API去告诉Master，Master来判断告诉具体是哪个Node节点做什么内容

master节点架构

Node节点架构

POD是最小的单位

kube-proxy对外代理一个个的Pod

kunelet来管理每个Pod单位

3、概念

4、快速体验

安装minikube

https://github.com/kubernetes/minikube/releases
下载minikuber-windows-amd64.exe 改名为minikube.exe
打开virtualBox，打开cmd
运行
minikube start --vm-driver=virtualbox --registry-mirror=https://registry.docker-cn.com
等待20分钟即可。

体验nginx部署升级

提交一个nginx deployment

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/deployment.yaml

升级 nginx deployment

kubectl apply -f https://k8s.io/examples/application/deployment-update.yaml

扩容

nginx deployment

二、K8s集群安装

1、kubeadm

kubeadm是官方社区推出的一个用于快速部署kuberneters集群的工具。
这个工具能通过两条指令完成一个kuberneters集群的部署

创建一个master节点

$ kuberneters init

将一个node节点加入到当前集群中

$ kubeadm join <Master节点的IP和端口>

2、前置要求

一台或多台机器，操作系统Centos7.x-86_x64

硬件配置：2GB或更多RAM，2个CPU或更多CPU，硬盘30GB或更多

集群中所有的机器之间网络互通

可以访问外网，需要拉取镜像

禁止Swap分区

3、部署步骤

在所有的节点上安装Docker和kubeadm
不是Kubernetes Master
部署容器网络插件
部署Kubernetes Node，将节点加入Kubernetes集群中
部署DashBoard web页面，可视化查看Kubernetes资源

4、环境准备

①准备工作

可以使用vagrant的Vagrantfile文件快速创建三个虚拟机k8s-node1，k8s-node2和k8s-node3。

Vagrantfile文件内容如下：

Vagrant.configure("2") do |config|
   (1..3).each do |i|
        config.vm.define "k8s-node#{i}" do |node|
            # 设置虚拟机的Box
            node.vm.box = "centos/7"

            # 设置虚拟机的主机名
            node.vm.hostname="k8s-node#{i}"

            # 设置虚拟机的IP
            node.vm.network "private_network", ip: "192.168.56.#{99+i}", netmask: "255.255.255.0"

            # 设置主机与虚拟机的共享目录
            # node.vm.synced_folder "~/Documents/vagrant/share", "/home/vagrant/share"

            # VirtaulBox相关配置
            node.vm.provider "virtualbox" do |v|
                # 设置虚拟机的名称
                v.name = "k8s-node#{i}"
                # 设置虚拟机的内存大小4G
                v.memory = 4096
                # 设置虚拟机的CPU个数
                v.cpus = 4
            end
        end
   end
end

网卡

在VirtualBox的“主机网络管理器”中，有两个网卡，网卡1是“网络地址转换”：是为了方便本机和虚拟机同样都能访问到外界互联网。

网卡2是仅主机网络，是内部的私有网络，在配置时我们仅保留一个主机网卡：

常规

需要装3个节点，需要消耗很大内存以此磁盘空间，选择它存储虚拟机的所有文件：

②创建三个虚拟机

执行Vagrantfile文件，创建三个虚拟机k8s-node1、k8s-node1和k8s-node3
按照博客链接开启远程ssh密码访问

https://blog.csdn.net/weixin_43334389/article/details/115697067

③NAT网络和前置环境

添加NAT网络

在网络地址转换（NAT）的模式下，三个节点的eth0，IP地址相同。而这些地址是供kubernetes集群通信用的，不能相同。

为每个虚拟机添加NAT网络：

在“高级”选项中，刷新一下生成新的MAC地址，此时三者的eth0的IP地址为：

ip addr#查看eth0对应的ip地址

10.0.2.15
10.0.2.4
10.0.2.55

④设置Linux环境

关闭防火墙

在开发模式下，将其关闭，不用配置各种进出规则了。

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld

关闭selinux安全规则检查

# 全局禁掉
sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config

# 关闭当前会话窗口
setenforce 0

关闭swap内存交换分区

该分区会影响kubernetes的性能。

#临时关闭,当前会话
swapoff -a 

sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab #永久关闭

free -g #验证，swap必须为0

添加主机名和ip映射关系

vi /etc/hosts
10.0.2.15 k8s-node1
10.0.2.4 k8s-node2
10.0.2.5 k8s-node3

三个虚拟机能够互相ping通，且能够ping通外网baidu.com.。

桥接的IPV4流量传递到iptables的链

不执行的话，会有一些流量统计指标的消失。

cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf <<EOF
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
EOF

应用规则：

sysctl --system

同步最新时间

yum -y install ntpdate

ntpdate time.windows.com #同步最新时间

对系统进行备份

5、所有节点安装docker、kubeadm、kubelet、kubectl

Kubenetes默认CRI（容器运行时）为Docker，因此先安装Docker。

①安装Docker

卸载之前的docker

$ sudo yum remove docker \\
                  docker-client \\
                  docker-client-latest \\
                  docker-common \\
                  docker-latest \\
                  docker-latest-logrotate \\
                  docker-logrotate \\
                  docker-engine

安装Docker -CE

# 前置依赖
$ sudo yum install -y yum-utils \\
			device-mapper-persistent-data \\
			lvm2

# 设置docker repo 的yum 位置
$ sudo yum-config-manager \\
    --add-repo \\
    https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
    
# 安装docker,以及docker-cli
$ sudo yum -y install docker-ce docker-ce-cli containerd.io

配置docker加速

sudo mkdir -p /etc/docker
sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
  "registry-mirrors": ["https://eeqh66oo.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker

启动docker&设置docker开机自启

kubernetes运行时全靠docker的运行时环境，需要开机自启。

systemctl enable docker

基础环境准备好后，可以给三个虚拟机备份一下。

②添加阿里云yum源

添加yum源

告诉kubernetes这些yum源地址，需要的东西在哪里安装。

cat > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo << EOF
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgcheck=0
repo_gpgcheck=0
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
EOF

③安装kubeadm，kubelet和kubectl

指定版本安装

# 检查yum源中是否有kuber有关的yum源
yum list|grep kube

yum install -y kubelet-1.17.3 kubeadm-1.17.3 kubectl-1.17.3

# 开机启动并启动
systemctl enable kubelet
systemctl start kubelet

查看kubelet启动状态

systemctl status kubelet

启动中，由于我们还有一些东西没有配置，启动不起来很正常。

④部署k8s-master

使用下面的命令，那个镜像下失败后，需要等待很长时间。

apiserver-advertise-address是master机的ip地址

service-cidr是service子网

pod-network-cidr是pod子网

kubeadm init \\
--apiserver-advertise-address=10.0.2.15 \\
--image-repository registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers \\
--kubernetes-version v1.17.3 \\
--service-cidr=10.96.0.0/16 \\
--pod-network-cidr=10.244.0.0/16



kubeadm init \\
--apiserver-advertise-address=172.22.30.3 \\
--image-repository registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers \\
--kubernetes-version v1.17.3 \\
--service-cidr=10.96.0.0/16 \\
--pod-network-cidr=10.244.0.0/16

因此，暂时不使用上面的初始化命令，首先使用下面的master_images.sh命令进行执行下载镜像，还可以查看进度，文件内容如下：

#!/bin/bash

images=(
	kube-apiserver:v1.17.3
    kube-proxy:v1.17.3
	kube-controller-manager:v1.17.3
	kube-scheduler:v1.17.3
	coredns:1.6.5
	etcd:3.4.3-0
    pause:3.1
)

for imageName in ${images[@]} ; do
    docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/$imageName
#   docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/$imageName  k8s.gcr.io/$imageName
done

然后再运行初始化命令：

$ kubeadm init \\
--apiserver-advertise-address=10.0.2.15 \\
--image-repository registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers \\
--kubernetes-version   v1.17.3 \\
--service-cidr=10.96.0.0/16  \\
--pod-network-cidr=10.244.0.0/16

–apiserver-advertise-address=10.0.2.15 ：这里的IP地址是master主机的地址，为上面的eth0网卡的地址；

运行命令之后，会有下面的提示，（Kubernetes control-plane）Kubernetes控制面板初始化成功：

然后，按照提示创建一个用户：

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

可以参考下面网址：

 https://kubernetes.io/docs/concepts/cluster-administration/addons/

在node2/3中执行下面命令，为kubernetes添加节点：

kubeadm join 10.0.2.15:6443 --token mmm5wg.30nuvjon44z9a22h \\
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:62e44803f6c1e30e86a9d2a1f58f3636aae09850cb5feb5d2c7fd949c5d7d5c4

kubeadm join 172.22.30.3:6443 --token ywh9li.cd9rwd6mhmqyxghr \\
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:83e0d249a4760c59b13be6b8e08b4701267bf998d1361747be5be42dd59aa60b

我们需要按照下面的（3）首先部署一个网络，有网络之后其他人才能够进来构成网络，然后在两个slave节点（k8s-node2、k8s-node3）执行上述命令：

在k8s-node2节点显示：

在master节点中使用下面命令查看节点加入状况：

#获取所有节点
kubectl get nodes

使用下面命令监控pods运行状态：

watch kubectl get pod -n kube-system -o wide

当flannel文件运行起来后，集群中加入的节点就会ready状态：

安装Pod网络插件（CNI）

# 部署一个应用
kubectl apply -f kube-flannel.yml

# 删除这个文件中指定的所有资源
kubectl delete -f kube-flannel.yml

该命令会为整个集群安装非常多的规则和组件。

通过下面指令查看pods:

# 查看指定名称空间的pods
kubectl get pods -n kube-system

# 查看指定所有名称空间的pods
kubectl get pods --all-namespaces 

# 监控pod进度
watch kubectl get pod -n kube-system -o wide

6、使用

①基本操作

操作

部署一个tomcat

# 创建一个部署
kubectl create deployment tomcat6 --image=tomcat:6.0.53-jre8

# 可以获取到tomcat信息
kubectl get pods -o wide

容器创建中：

创建四个文件，在第一个文件中，可以看到tomcat创建在node2节点：

查看node2节点相关镜像，可以看到该节点下载和运行了tomcat镜像：

在默认命名空间中：

当我们模拟宕机情况，将node2关掉电源，master节点中需要过一点时间才能检测到容灾恢复

在我的电脑中，master节点中需要5分钟左右才能在node3中重新拉起一个tomcat：

暴露tomcat访问

#Pod的80映射容器tomcat的8080；
#service会代理Pod的80
# 封装成的service模式为NodePort，随机分配一个端口进行暴露
# --port pod的端口
# --target-port pod里面的tomcat容器的端口
# --type指定以何种方式暴露端口
kubectl expose deployment tomcat6 --port=80 --target-port=8080 --type=NodePort 
#执行完会自动随机一个端口对外暴露

使用外网访问：

http://192.168.56.100:32671/

动态扩容副本数量的测试

kubectl get deployment

# 扩容-扩容了多份，所以无论访问哪个node的指定端口，都可以访问到tomcat6
# --replicas=扩容数
kubectl scale --replicas=3 deployment tomcat6

应用升级：kubectl set image（–help查看帮助）

删除

# 获取资源后进行删除
kubectl get all

kubectl delete deployment.apps/tomcat6
kubectl delete service/tomcat6

流程：创建deployment会管理replicas，replicas控制pod数量，有pod故障会自动拉起新的pod。

②yaml&基本使用

参考网址

# kubectl文档
https://kubernetes.io/zh/docs/reference/kubectl/overview/

# 资源类型
https://kubernetes.io/zh/docs/reference/kubectl/overview/#%e8%b5%84%e6%ba%90%e7%b1%bb%e5%9e%8b

# 格式化输出
https://kubernetes.io/zh/docs/reference/kubectl/overview/

yaml模板

创建的部署和service都可以使用下面yaml格式进行操作：

查看某个pod的具体信息：

# --dry-run 测试运行并不真正执行；输出一点yaml
kubectl create deployment tomcat6 --image=tomcat:6.0.53-jre8 --dry-run -o yaml

输出结果：

[root@k8s-node1 k8s]# kubectl create deployment tomcat6 --image=tomcat:6.0.53-jre8 --dry-run -o yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  creationTimestamp: null
  labels:
    app: tomcat6
  name: tomcat6
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: tomcat6
  strategy: {}
  template:
    metadata:
      creationTimestamp: null
      labels:
        app: tomcat6
    spec:
      containers:
      - image: tomcat:6.0.53-jre8
        name: tomcat
        resources: {}
status: {}

暴露tomcat访问产生的yaml文件：

③pod、service理解

一次部署deployment就是一个controller

service和deployment之间的关系

service是统一应用访问入口

service之间能够相互访问，通过访问service，该请求可以转发给里面的pod节点。

labels 和 selectors之间关系：
- labels 类似给pod打上标签人然后用selectors去选择
- selectors类似jq的id选择器

④Ingress

介绍

service以域名方式暴露，外部访问Ingress，通过service将请求转发给pod端口。

步骤：

1、部署Ingress controller
2、创建Ingress规则

配置

执行“k8s/ingress-controller.yaml”

kubectl apply -f ingress-controller.yaml

需要等待Ingress启动完成：

配置规则

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Ingress
metadata:
  name: web
spec:
  rules:
  - host: tomcat6.kubenetes.com # 使用的域名
    http:
       paths: 
          - backend: 
              serviceName: tomcat6 # 后台服务跟下面的service名对应
              servicePort: 80

serviceName需要和下面对应：

我们以后只需要访问域名tomcat6.kubenetes.com，就可以访问到后台的tomcat6服务了。

# 将上面规则添加进ingress-tomcat6.yaml文件中
touch ingress-tomcat6.yaml

# 启动配置文件
kubectl apply -f ingress-tomcat6.yaml

配置域名映射

192.168.56.102 tomcat6.kubenetes.com

测试

三、kubesphere

1、前置环境

安装默认的DhashBoard

# k8s文件下有
kubectl appy -f  kubernetes-dashboard.yaml

添加权限

kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  labels:
    k8s-app: kubernetes-dashboard
  name: kubernetes-dashboard
  namespace: kube-system
spec:
  type: NodePort
  ports:
    - port: 443
      targetPort: 8443
      nodePort: 3001
  selector:
    k8s-app: kubernetes-dashboard

访问地址：

http://NodeIP:30001

创建授权账号

kubectl create serviceaccount dashboar-admin -n kube-sysem

kubectl create clusterrolebinding dashboar-admin --clusterrole=cluter-admin --serviceaccount=kube-system:dashboard-admin

kubectl create clusterrolebinding dashboar-admin --clusterrole=cluter-admin --serviceaccount=kube-system:dashboard-admin

使用输出的token登录dashboard:

介绍

在这里安装的时候，大约花费了一天时间，主要原因是外网无法访问导致，有些脚本命令无法执行。

具体参考网址有两个，将两个文件结合起来一起看比较好比较好：

https://blog.csdn.net/hancoder/article/details/107612802
https://www.cnblogs.com/wwjj4811/p/14117876.html

概述

安装参考网址：

# v3.0.0版本
https://kubesphere.com.cn/docs/quick-start/minimal-kubesphere-on-k8s/

# v2.1版本参考网址
https://v2-1.docs.kubesphere.io/docs/zh-CN/installation/prerequisites/

安装heml

安装给定的get_helm.sh

curl -L https://git.io/get_helm.sh | bash

但是，上面的命令由于翻墙的原因一般都无法执行，推荐使用下面博客的方式在匹配好版本的情况下，进行离线安装：

https://blog.csdn.net/qq_30019911/article/details/113747673

获取安装包

https://get.helm.sh/helm-v2.16.3-linux-amd64.tar.gz

将解压后的文件linux-amd64/helm、linux-amd64/tiller文件放到/usr/local/bin/目录中

验证版本

helm version

# Client和Server版本要一致，Tiller初始化完成后会显示这个
Client: &version.Version{SemVer:"v2.16.3", GitCommit:"xx", GitTreeState:"clean"}
Server: &version.Version{SemVer:"v2.16.3", GitCommit:"xx", GitTreeState:"clean"}

创建权限（master执行）

创建helm-rbac.yaml文件，将下面配置添加进里面：授权工作

apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: tiller
  namespace: kube-system
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: tiller
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: cluster-admin
subjects:
  - kind: ServiceAccount
    name: tiller
    namespace: kube-system

启用配置

kubectl apply -f helm-rbac.yaml

安装Tiller（master执行）

初始化

# --tiller-image指定镜像，否则会被墙
# 等待节点上部署的tiller完成即可
helm init --service-account以上是关于Day442&443.K8s -谷粒商城的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章 
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