K8s

Posted 2020-11-25 cc77

K8s: 

开源的容器集中管理系统，使用go语言开发，用于管理云平台中多个主机上的容器化应用

Kubernetes特性:

K8s的目标是让部署容器化的应用简单并且高效提供了资源调度、部署管理、服务发现、扩容缩容、监控，维护等一整套功能。成为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。 

1.自我修复   2.弹性伸缩   3.自动部署和回滚   4.服务发现和负载均衡   5.机密和配置管理   6.存储编排   7.批量处理

Kubernetes集群构架与组件：

K8s属于主从分布式架构，主要由master和worker node组成,包括客户端命令行工具kubectl和其它附加项。

Master作为控制节点，对集群进行统一的调度和管理,增删改查。

Worker Node：作为真正的工作节点，运行业务应用的容器，node由master管理，node负责监控并汇报容器的状态。

kubectl：客户端工机具，用于通过命令行与API Server进行交互，对Kubernetes集群进行操作，实现在集群中进行各种资源的增删改查等操作。

Kubernetes组件介绍：

Master组件：集群控制管理节点，负责管理集群，所有的命令都经由master处理，拥有Etcd存储服务，运行Api Server进程，Controller Manager服务进程及Scheduler服务进程，关联工作节点Node。

master节点组件:

 

etcd：用于保存k8s数据容器云平台中的所有节点，主要被用来共享配置和服务发现

Node组件：是k8s集群的工作负载节点，k8s中有很多node节点机器，来提供运算。当node节点宕机时，master会将工作负节点转移到其他节点上。

node运行管理业务容器包含以下组件：

 K8s核心观念：

Container：容器即可以运行服务和程序，容器是独立运行的一个或一组应用。容器可以被启动、开始、停止、删除等，每个容器都是相互隔离的。可以把容器看做是一个简易版的linux环境（包括root用户权限、进程空间、用户空间和网络空间等）和运行在其中的应用程序。

Pod：在k8s系统中，pod是最小部署单元，一个pod包含一个或多个紧密相连的业务容器，k8s为每个pod都分配了唯一的IP地址，称之为PodIP，一个Pod里的多个容器共享Pod里的多个容器共享PodIP地址，它负责外部跟容器之间进行通信。

Pod运行于Node节点上，Pod是k8s进行创建、调度、和管理的最小单位，一个Pod可以包含一个容器或者多个相关容器。

每个Pod都会包含一个 “根容器（称之为Pause的容器）”，还会包含一个或者多个紧密相连的业务容器。

Controllers控制器：k8s通常不会直接创建Pod，而是通过Controller来管理Pod，所以controller负责维护集群的状态，比如故障检测、自动扩展、滚动更新等。

Services：是k8s最外围的单元，通过虚拟一个访问IP及服务端口，可以访问我们定义好的Pod资源，是通过 iptables 的 nat转发实现，转发的目标端口为Kube_proxy生成的随机的端口。

 

K8s三种IP:

              Node IP：Node节点的 IP 地址

              Pod IP：Pod 的 IP地址

              Cluster IP：Service 的 IP地址

Node IP 是k8s集群中节点的物理网卡IP地址，所有属于这个网络的服务器之间都能通过这个网络直接通信。k8s集群之外的节点访问k8s集群之内的某个节点或者TCP/IP服务的时候，必须通过Node IP 进行通信。

Pod IP 是每个Pod的IP地址，它是Docker Engine根据 docker0 网桥的IP地址进行分配的，通常是一个虚拟的二层网络。  

Cluster IP只能结合Service Port组成一个具体的通信端口，单独的Cluster IP 不具备通信的基础，

并且它们属于K8s集群这样一个封闭的空间。 

总结各组件之间的关：

1、k8s的架构由一个 master 和多个 node 组成，master 通过api提供服务，接受kubectl的请求来调度管理整个集群。

2、Controller Manager 是K8s所有资源对象的自动化控制中心，处理集群中常规后台任务，一个资源对应一个控制器，而Controller Manager就是负责管理这些控制器的。

3、Service 定义真实对外网提供的服务，一个 service 会对应后端运行的多个container。(没有service访问不到容器)

4、k8s是个管理平台，node上的proxy拥有提供真实服务公网IP。客户端访问k8s中提供的服务，是直接访问到kube-proxy上的。

5、在k8s中pod是一个基本单元，一个pod可以是提供相同功能的多个container，这些容器会被部署在同一个node上。node是运行 Kubelet 中容器的宿主机。node接受 master的指令创建 pod 或者容器。

使用kubeadm搭建kubernetes容器集群管理系统

k8s部署方式（三种）： 

1、minikube（可以在本地快速运行的一个单点的k8s,用于尝试k8s或日常开发使用的用户使用）

2、kubeadm（提供 kubeadm init 和 kubeadm join，用于快速部署k8s集群。）

3、二进制包

Kubeadm部署K8s集群

kubeadm是官方社区推出的一个用于快速部署k8s集群的工具。它提供了 kubeadm init 以及 kubeadm join 这两个命令作为快速创建K8s集群的最佳实践。通过kubeadm init 完成集群master节点的初始化，用kubeadm join把node节点加入集群。

这个工具能通过两条指令完成一个K8s集群的部署：

1、创建一个Master节点

kubeadm init

2、将一个Node节点加入到当前集群中

kubeadm join<Master 节点的IP和端口>

安装要求：

  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

实验说明：

节点角色	主机名	IP 地址	gateway	dns	CPU	内存
Master  控制节点	master	192.168.1.11	192.168.1.254	114.114.114.114	4 核	4GB
node节点	node1	192.168.1.12	192.168.1.254	114.114.114.114	4 核	4GB
node节点	node2	192.168.1.13	192.168.1.254	114.114.114.114	4 核	4GB

实验环境： 

1、因为使用vmware workstation部署k8s实验环境，所有虚拟机都桥接vmnet8，虚拟机通过nat方式连接internet。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               

2、在vmware workstation中点击”编辑”中的”虚拟网络编辑器”，选中”vmnet8”进行编辑。

 

 将子网ip设置为192.168.1.0，点击”应用”。

 然后点击上图中的”NAT设置”按钮，将网关设置为192.168.1.254

 

 

准备完成！！！