第一章：入门&测试环境部署

2019-11-10 本文已影响0人 Starlightskm

第一章：入门

大纲

基础概念：核心术语，核心组件，架构（逻辑&物理）
集群部署以及陈述式命令管理接口
资源类型以及配置清单
POD资源
POD控制器
Service资源
存储卷
ConfigMap&Secret资源
StatefulSet控制器
认证，授权以及准入机制
网络模型以及网络策略
POD资源调度
CRD，自定义资源，自定义控制机器以及自定义APIserver
资源监控与HPA控制器
Helm管理器
高可用Kubernetes

github地址：https://github.com/kubernetes/kubernetes/

背景知识

微服务 VS 单体应用程序
服务注册&服务发现&服务总线

服务编排自动编排

容器编排

Docker通过镜像解决了程序打包的根本性难题，推动了容器技术的快速普及和生产落地
容器本身仅提供了运行应用的底层逻辑，而容器编排才是真正产生价值的位置所在

提供的功能和特点

提供了容器生命周期管理的工具，尤其在大规模服务，动态注册等环境中
完成以下任务的自动化：
- 容器的提供和部署
- 冗余以及可用性：自动修复
- 按需完成规模的动态扩缩容
- 故障自动迁移
- 容器之间的资源分配
- 暴露资源到外部访问
- 负载均衡，健康状态检测，服务注册以及发现

容器编排系统

Kubernetes： CNCF
DockerSwarm
Apache Mesos and Marathon

Kubernetes运行时的物理结构

image.png

生产环境至少要有三个master左右，worker需要三个以上。

image.png

Kubernetes Master的组成

APIServer：声明式API，整个k8s请求的入口
Sheduler：调度器，将任务调度到哪一个Node节点，Watch APIserver上的变动
Controller：控制器，运行状态的获取，自动创建等问题，司令部；control Loop；确保Etcd中用户期望的状态和node节点当中的容器的状态一致
ETCD：数据库（本身不属于k8s）

image.png

Kubernetes Node组成

kubelet：也会watch APIServer上的变动，会使得Docker拉取镜像创建容器
CRI：容器运行时接口；CSI：容器存储接口；CNI：容器网络接口
kube-proxy
pod：容器的又一层外壳，容器运行的基本单位(其中的容器共享NETWORK，IPC，UTS)

image.png

Addons其他组件

DNS: 网络注册和解析
CNI: Flannel，calico 网络功能
WEBUI： Dashborad
Container Resource Mornitor：监控
Cluster-Level Logging: 审计

复习：
NameSpace六要素： PID,NETWORK,UTS,USER，Mount，IPC
jion网络模型依赖：NETWORK，IPC，UTS

小结

image.png

k8s的对象

对象式编程语言：
- 以数据为中心，代码服务于数据
- 数据：对象
- 代码：方法
- class: 类，
- 属性，方法

基础对象：

POD：包含容器，其中的容器就是应用程序；PodIP
Service：反向代理，负载均衡；ServiceIP（ClusterIP）；使用标签选择器来关联至后端的POD；简单来说就相当于是iptables或者ipvs规则，一般不会变
NameSpace
Volume

控制器对象：控制POD的多退少补，健康状态等

ReplicaSet
Deploymnet：最基础的控制器，指挥k8s创建POD，
DaemonSet
StatefulSet
Job

LNMT项目访问流程实例：

image.png

综上所述，K8S 的网络就分为如下

image.png

POD间跨NODE的访问需要借助于Service转发到其他Node的POD上
Service也就是一个PODIP的交换机或者DNS服务

K8S的部署

部署要点

测试环境
- 可以使用单Master节点，单ETCD实例
- Node主机按需而定
- nfs或者glusterfs等存储系统
生产环境
- 高可用ETCD集群，建立3,5,7个节点
- 高可用Master
  - kube-apiserver无状态，可多实例
    - 借助于keepalived进行VIP漂移实现多实例冗余
    - 或在多实例前端通过Haproxy或者Nginx反代，并借助keepalived对代理服务进行冗余
  - kube-scheduler以及kube-controller-manager各自只能有一个活动实例，但可以有多个备用
    - 自带leader选举功能，默认处于启用状态
- 多Node主机，冗余能力越强越好
- Ceph，GlusterFS ，ISCSI等云存储

部署工具

常用的部署环境：

- IAAS公有云部署环境： aws,aliyun

- IAAS私有云或公有云环境： Openstack或者Vsphere

- Baremetal环境： 物理服务器或者独立的虚拟机等

常用的部署工具

- kubeadm

- kops

- kubespray

- kontena pharos

其他二次封装的常用发行版

- Rancener

- Tectonic

- Oenshift

k8s的部署方式

image.png

部署K8S集群

主机名	IP	角色	部署软件
centos7-node1	192.168.56.11	Master	docker,kubeadm,kubelet,kubectl,etcd,kube-apiserver,kube-scheduler,kube-control-manager
centos7-node2	192.168.56.12	Node	docker,kubeadm,kubelet,kubectl,pause,kube-proxy
centos7-node3	192.168.56.13	Node	docker,kubeadm,kubelet,kubectl,pause,kube-proxy
centos7-node4	192.168.56.14	Node	docker,kubeadm,kubelet,kubectl,pause,kube-proxy

系统初始化：

1. NTP时间服务器，确保时间同步


$ yum install chrony -y && systemctl enable chronyd && systemctl start chronyd

$ timedatectl set-timezone Asia/Shanghai && timedatectl set-ntp yes

2. 主机名解析


$  cat /etc/hosts

192.168.56.11 centos7-node1

192.168.56.12 centos7-node2

192.168.56.13 centos7-node3

192.168.56.14 centos7-node4

3. 关闭个节点的iptables& firewalld服务，selinux服务


$ cat /etc/selinux/config 

SELINUX=disabled

$ systemctl stop firewalld && systemctldisable firewalld

4. 禁用swap


$ sed -i '/swap/s/^\(.*\)$/#\1/g' /etc/fstab

$ swapoff -a

5. 各节点载入ipvs模块


$ vim /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules

#!/bin/bash

ipvs_mods_dir="/usr/lib/modules/$(uname -r)/kernel/net/netfilter/ipvs"

for mod in $(ls $ipvs_mods_dir | grep -o "^[^.]*"); do

    /sbin/modinfo -F filename $mod &> /dev/null

    if [ $? -eq 0 ]; then

        /sbin/modprobe $mod

    fi

done

修改文件权限，并手动为当前系统加载内核模块：

$ chmod +x /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules  && bash /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules

6. yum仓库&基础软件安装


$ wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo -O /etc/yum.repos.d/docker.repo

$ cat >  /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo <<EOF

[kubernetes]

name=Kubernetes

baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64/

gpgcheck=1

gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg

enabled=1

EOF

7. 系统参数


$ cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF

net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1

net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1

net.ipv4.ip_forward = 1

EOF

$ sysctl -p /etc/sysctl.d/k8s.conf

8. 安装docker&&Kubernetes

Master节点的安装


## Master节点

$ yum -y install docker-ce

$ mkdir -p /etc/docker

$ tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'

{

  "registry-mirrors": ["https://0b8hhs68.mirror.aliyuncs.com"],

   "exec-opts": ["native.cgroupdriver=cgroupfs"]

}

EOF

$ systemctl daemon-reload && systemctl restart docker  && systemctl enable docker

# 拉取需要的镜像

$ docker pull mirrorgooglecontainers/kube-apiserver-amd64:v1.16.0

$ docker pull mirrorgooglecontainers/kube-controller-manager-amd64:v1.16.0

$ docker pull mirrorgooglecontainers/kube-scheduler-amd64:v1.16.0

$ docker pull mirrorgooglecontainers/kube-proxy-amd64:v1.16.0

$ docker pull mirrorgooglecontainers/etcd-amd64:3.3.15-0

$ docker pull mirrorgooglecontainers/pause:3.1

$ docker pull coredns/coredns:1.6.2

$ docker tag mirrorgooglecontainers/kube-apiserver-amd64:v1.16.0 k8s.gcr.io/kube-apiserver:v1.16.0

$ docker tag mirrorgooglecontainers/kube-controller-manager-amd64:v1.16.0 k8s.gcr.io/kube-controller-manager:v1.16.0

$ docker tag mirrorgooglecontainers/kube-scheduler-amd64:v1.16.0 k8s.gcr.io/kube-scheduler:v1.16.0

$ docker tag mirrorgooglecontainers/kube-proxy-amd64:v1.16.0 k8s.gcr.io/kube-proxy:v1.16.0

$ docker tag mirrorgooglecontainers/etcd-amd64:3.3.15-0 k8s.gcr.io/etcd:3.3.15-0

$ docker tag mirrorgooglecontainers/pause:3.1 k8s.gcr.io/pause:3.1

$ docker tag coredns/coredns:1.6.2 k8s.gcr.io/coredns:1.6.2

$ docker rmi mirrorgooglecontainers/kube-apiserver-amd64:v1.16.0

$ docker rmi mirrorgooglecontainers/kube-controller-manager-amd64:v1.16.0

$ docker rmi mirrorgooglecontainers/etcd-amd64:3.3.15-0

$ docker rmi mirrorgooglecontainers/kube-scheduler-amd64:v1.16.0

$ docker rmi mirrorgooglecontainers/kube-proxy-amd64:v1.16.0

$ docker rmi mirrorgooglecontainers/pause:3.1

$ docker rmi coredns/coredns:1.6.2

# 常规操作

$ yum -y install kubelet-1.16.0-0 kubeadm-1.16.0-0 kubectl-1.16.0-0

$ systemctl start kubelet && systemctl enable kubelet

$ kubeadm config print init-defaults > kubeadm.yaml

$ vim kubeadm.yaml

apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2

bootstrapTokens:

- groups:

  - system:bootstrappers:kubeadm:default-node-token

  token: abcdef.0123456789abcdef

  ttl: 24h0m0s

  usages:

  - signing

  - authentication

kind: InitConfiguration

localAPIEndpoint:

  advertiseAddress: 192.168.56.11 ##修改

kubernetesVersion: v1.16.0

networking:

  dnsDomain: cluster.local

  serviceSubnet: 10.96.0.0/12

scheduler: {}

networking:

  podSubnet: 10.244.0.0/16 #添加pod网络

$ kubeadm init --config kubeadm.yaml   #初始化

$ mkdir -p $HOME/.kube

$ cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config

$ chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

$ kubectl get cs

$ kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml

$  kubectl get pods -n kube-system   #系统容器运行状态查看

$  kubectl get nodes

NAME STATUS ROLES AGE VERSION

centos7-node1 Ready master 7m8s v1.16.0

Node节点的安装


## Node节点

$ yum -y install docker-ce

$ mkdir -p /etc/docker

$ tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'

{

  "registry-mirrors": ["https://0b8hhs68.mirror.aliyuncs.com"]

}

EOF

$ systemctl daemon-reload

$ systemctl restart docker

$ yum -y install kubelet-1.16.0-0 kubeadm-1.16.0-0

$ systemctl start kubelet && systemctl enable kubelet 

$ docker pull mirrorgooglecontainers/kube-proxy-amd64:v1.16.0

$ docker pull mirrorgooglecontainers/pause:3.1

$ docker tag mirrorgooglecontainers/kube-proxy-amd64:v1.16.0 k8s.gcr.io/kube-proxy:v1.16.0

$ docker tag mirrorgooglecontainers/pause:3.1 k8s.gcr.io/pause:3.1

$ docker rmi mirrorgooglecontainers/kube-proxy-amd64:v1.16.0

$ docker rmi mirrorgooglecontainers/pause:3.1

$  kubeadm join 192.168.56.11:6443 --token abcdef.0123456789abcdef --discovery-token-ca-cert-hash sha256:85969e88263597649f29e75674694d4c0464e64b8e2505d10259ea986428db07    #加入节点

第一章：入门&测试环境部署

第一章：入门

大纲

背景知识

容器编排

提供的功能和特点

容器编排系统

Kubernetes运行时的物理结构

Kubernetes Master的组成

Kubernetes Node组成

Addons其他组件

小结

k8s的对象

综上所述，K8S 的网络就分为如下

K8S的部署

部署要点

部署工具

k8s的部署方式

部署K8S集群

系统初始化：

Master节点的安装

Node节点的安装

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小结

k8s的对象

综上所述，K8S 的网络就分为如下

K8S的部署

部署要点

部署工具

k8s的部署方式

部署K8S集群

系统初始化：

Master节点的安装

Node节点的安装

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