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技术文章记录及总结

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1.K8s初体验

soulballad
2021-03-08 / 0 评论 / 0 点赞 / 53 阅读 / 6,371 字
温馨提示:
本文最后更新于 2022-03-03,若内容或图片失效,请留言反馈。部分素材来自网络,若不小心影响到您的利益,请联系我们删除。

1. K8S核心组件和架构图

K8S Docs Concepts:https://kubernetes.io/docs/concepts/

  1. 先以container为起点,k8s既然是容器编排工具,那么一定会有container

  2. 那k8s如何操作这些container呢?从感性的角度来讲,得要有点逼格,k8s不想直接操作 container,因为操作container的事情是docker来做的,k8s中要有自己的最小操作单位,称之为Pod 说白了,Pod就是一个或多个Container的组合

看看官网怎么描述的https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/pods/pod/

A Pod (as in a pod of whales or pea pod) is a group of one or more containers (such as Docker containers), with shared storage/network, and a specification for how to run the containers.

  1. 那Pod的维护谁来做呢?那就是ReplicaSet,通过selector来进行管理

看看官网怎么描述的https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/controllers/replicaset/

A ReplicaSet is defined with fields, including a selector that specifies how to identify Pods it can acquire, a number of replicas indicating how many Pods it should be maintaining, and a pod template specifying the data of new Pods it should create to meet the number of replicas criteria.

  1. Pod和ReplicaSet的状态如何维护和监测呢?Deployment

官网是如何描述的https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/controllers/deployment/

A Deployment controller provides declarative updates for Pods and ReplicaSets.

You describe a desired state in a Deployment, and the Deployment controller changes the actual state to the desired state at a controlled rate. You can define Deployments to create new ReplicaSets, or to remove existing Deployments and adopt all their resources with new Deployments.

  1. 不妨把相同或者有关联的Pod分门别类一下,那怎么分门别类呢?Label

官网是如何描述的https://kubernetes.io/docs/concepts/overview/working-with-objects/labels/

Labels are key/value pairs that are attached to objects, such as pods.

  1. 具有相同label的service要是能够有个名称就好了,Service

看官网上怎么说https://kubernetes.io/docs/concepts/services-networking/service/

An abstract way to expose an application running on a set of Pods as a network service.

With Kubernetes you don’t need to modify your application to use an unfamiliar service discovery mechanism. Kubernetes gives Pods their own IP addresses and a single DNS name for a set of Pods, and can load-balance across them.

  1. 上述说了这么多,Pod运行在哪里呢?当然是机器咯,比如一台centos机器,我们把这个机器称作为Node

看看官网怎么说https://kubernetes.io/docs/concepts/architecture/nodes/

A node is a worker machine in Kubernetes, previously known as a minion. A node may be a VM or physical machine, depending on the cluster. Each node contains the services necessary to run pods and is managed by the master components.

  1. 难道只有一个Node吗?显然不太合适,多台Node共同组成集群才行嘛
    画个图表示一下咯,最好能把之前的Label,Service也一起画上去,整体感受一下

  1. 此时,我们把目光转移到由3个Node节点组成的Master-Node集群

  2. 这个集群要配合完成一些工作,总要有一些组件的支持吧?接下来我们来想想有哪些组件,然后画一个相对完整的架构图

    1. 总得要有一个操作集群的客户端,也就是和集群打交道
      kubectl

    2. 请求肯定是到达Master Node,然后再分配给Worker Node创建Pod之类的关键是命令通过kubectl过来之后,是不是要认证授权一下?

      需要认证/授权

    3. 请求过来之后,Master Node中谁来接收?
      APIServer 接收kubectl 传过来的请求

    4. API收到请求之后,接下来调用哪个Worker Node创建Pod,Container之类的,得要有调度策略 Scheduler
      [https://kubernetes.io/docs/concepts/scheduling/kube-scheduler/]

    5. Scheduler通过不同的策略,真正要分发请求到不同的Worker Node上创建内容,具体谁负责?
      Controller Manager

    6. Worker Node接收到创建请求之后,具体谁来负责 Kubelet 服务,最终Kubelet会调用Docker Engine,创建对应的容器[这边是不是也反应出一点,在Node上需要有Docker Engine,不然怎么创建维护容器?]

      kube-proxy

    7. 会不会涉及到域名解析的问题?
      DNS

    8. 是否需要有监控面板能够监测整个集群的状态?
      Dashboard

    9. 集群中这些数据如何保存?分布式存储
      ETCD

    10. 至于像容器的持久化存储,网络等可以联系一下Docker中的内容

  3. 不妨把这个图翻转一下方便查看

  4. 官网K8S架构图

    https://kubernetes.io/docs/concepts/architecture/cloud-controller/

小结 :有些小伙伴可能会想,有些组件知道它的作用了,有些有些模糊。没关系,目前我们只是停留在理论层面的推断和分析,毕竟一点实际操作都没有,现在能够有个感性的认知就已经很不错了

2. 安装Kubernetes的常用方法

2.1 The hard way

Kelsey Hightowerhttps://github.com/kelseyhightower

2.2 在线play-with-k8s

网址https://labs.play-with-k8s.com/

This is a sandbox environment. Using personal credentials  is HIGHLY! discouraged. Any consequences of doing so, are completely the user's responsibilites.

You can bootstrap a cluster as follows:

1. Initializes cluster master node:
kubeadm init --apiserver-advertise-address $(hostname -i)

2. Initialize cluster networking:
kubectl apply -n kube-system -f \
"https://cloud.weave.works/k8s/net?k8s-version=$(kubectl version | base64 |tr -d '\n')"

3. (Optional) Create an nginx deployment:
kubectl apply -f 
https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/website/master/content/en/examples/
application/nginx-app.yaml

2.3 Cloud上搭建

GitHubhttps://github.com/kubernetes/kops

2.4 企业级解决方案CoreOS

coreoshttps://coreos.com/tectonic/

2.5 Minikube[Y]

K8S单节点,适合在本地学习使用
官网 :https://kubernetes.io/docs/setup/learning-environment/minikube/
GitHub :https://github.com/kubernetes/minikube

2.6 kubeadm[Y]

本地多节点
GitHub :https://github.com/kubernetes/kubeadm

3. 使用Minikube搭建单节点K8s

3.1 Windows

kubectl官网 :https://kubernetes.io/docs/tasks/tools/install-kubectl/#install-kubectl-on-windows

minikube官网 :https://kubernetes.io/docs/tasks/tools/install-minikube/

安装步骤:

  • 选择任意一种虚拟化的方式

    • Hyper-V
    • VirtualBox[演示所用]
    
  • 安装kubectl

    1. 根据官网步骤 [或] 直接下载:
      https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/v1.16.2/bin/windows/amd64/kubectl.exe
    2. 配置kubectl.exe所在路径的环境变量,使得cmd窗口可以直接使用kubectl命令
    3. kubectl version检查是否配置成功
  • 安装minikube

    1. 根据官网步骤 [或] 直接下载:
      https://github.com/kubernetes/minikube/releases/download/v1.5.2/minikube-windows-amd64.exe
    2. 修改minikube-windows-amd64.exe名称为minikube.exe
    3. 配置minikube所在路径的环境变量,使得cmd窗口可以直接使用minikube命令
    4. minikube version检查是否配置成功
  • 使用minikube创建单节点的k8s

    minikube start --vm-driver=virtualbox --image-repository=gcr.azk8s.cn/google-containers
    
  • 小结

    其实就是通过minikube创建一个虚拟机
    这个虚拟机中安装好了单节点的K8S环境然后通过kubectl进行交互

    # 创建K8S
    minikube start
    
    # 删除K8S
    minikube delete
    
    # 进入到K8S的机器中
    minikube ssh
    
    # 查看状态
    minikube status
    
    # 进入dashboard
    minikube dashboard
    

3.2 CentOS

kubectl官网 :https://kubernetes.io/docs/tasks/tools/install-kubectl/#install-kubectl-on-linux

minikube官网 :https://kubernetes.io/docs/tasks/tools/install-minikube/

安装步骤:

  • 安装docker

    请看前面的文章

  • 安装kubectl

    1. 下载[这边我给大家下载好了,在网盘kubectl&minikube中,大家上传到自己的centos7机器中。

    2. 授权

      chmod +x ./kubectl
      
    3. 添加到环境变量

      sudo mv ./kubectl /usr/local/bin/kubectl
      
    4. 检查

      kubectl version
      
  • 安装minikube

    1. 下载[这边我给大家下载好了,在网盘kubectl
    wget https://github.com/kubernetes/minikube/releases/download/v1.5.2/minikube-
    linux-amd64
    
    1. 配置环境变量
    sudo mv minikube-linux-amd64 minikube && chmod +x minikube && mv minikube 
    /usr/local/bin/
    
    1. 检查
    minikube version
    
  • 使用minikube创建单节点的k8s

    minikube start --vm-driver=none --image-repository=gcr.azk8s.cn/google-containers
    

3.3 Mac OS

也是下载安装kubectl和minikube,选择virtualbox,然后minikube start,就可以通过kubectl操作咯

3.4 先感受一下Kubernetes

既然已经通过Minikube搭建了单节点的Kubernetes,不妨先感受一些组件的存在以及操作咯

3.4.1 查看连接信息

kubectl config view
kubectl config get-contexts
kubectl cluster-info

3.4.2 体验Pod

  1. 创建pod_nginx.yaml

    resources/basic/pod_nginx.yaml

    apiVersion: v1
    kind: Pod
    metadata:
      name: nginx
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx
        ports:
        - containerPort: 80
    
  2. 根据pod_nginx.yaml文件创建pod

    kubectl apply -f pod_nginx.yaml
    
  3. 查看pod

    kubectl get pods
    kubectl get pods -o wide
    kubectl describe pod nginx
    
  4. 进入nginx容器

    # kubectl进入
    kubectl exec -it nginx bash
    
    # 通过docker进入
    minikube ssh
    docker ps
    docker exec -it containerid bash
    
  5. 访问nginx,端口转发

    # 若在minikube中,直接访问
    
    # 若在物理主机上,要做端口转发
    kubectl port-forward nginx 8080:80
    
  6. 删除pod

    kubectl delete -f pod_nginx.yaml
    

小结 :通过Minikube,我们使用kubectl操作单节点的K8S,而且也能感受到pod的创建和删除,包括pod中对应的容器,一切才刚刚开始,具体细节咱们先不聊,后面慢慢说。

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