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K8s集群安装 K8S的安装部署以及基础知识

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Kubernetes(K8S)概述

  • Kubernetes又称作k8s，是Google在2014年发布的一个开源项目 。
  • 最初Google开发了一个叫Borg的系统（现在命名为Omega），来调度近20多亿个容器 。在积累了数十年的经验后，Google决定重写这个容器管理系统，并贡献给开源社区， 而这个系统就是Kubernetes 。它也是Omega的开源版本 。
  • 从2014年第一个版本发布以来，迅速得到了开源社区的追捧，目前，k8s已经成为了 发展最快、市场占有率最高的容器编排引擎产品 。
  • Kubernetes中文社区 | 中文文档 https://www.kubernetes.org.cn/k8s
安装minikube设置阿里云镜像vim /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo [kubernetes] name=Kubernetes baseurl=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64/ enabled=1 gpgcheck=0 安装minikubecurl -LO https://storage.googleapis.com/minikube/releases/latest/minikube-linux-amd64 sudo install minikube-linux-amd64 /usr/local/bin/minikube 安装kubectlcurl -LO https://dl.k8s.io/release/v1.20.0/bin/linux/amd64/kubectl chmod +x ./kubectl #赋予操作权限sudo install -o root -g root -m 0755 kubectl /usr/local/bin/kubectl 安装conntrackyum install conntrack 我们先操作一波 启动minikubeminikube start --vm-driver=none --image-mirror-country='cn' 启动minkube报错解决Minikube不能成功启动的报错分析及解决方案
Minikube启动前需要对系统环境进行初始化：
启用docker服务
sudo systemctl enable docker.service关闭防火墙
sudo systemctl stop firewalld关闭内存交换
sudo swapoff -a修改为cgroupfs
cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF{"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],"log-driver": "json-file","log-opts": { "max-size": "100m"},"storage-driver": "overlay2"}EOF重新加载配置
systemctl daemon-reload重启docker
systemctl restart docker关闭selinux
sudo setenforce 0文件权限
sudo chmod -R 777 /etc/kubernetes/addons/启动kubelet服务，注意：可能需要第一次允许minikube start后才会拉取kubelet
systemctl enable kubelet.service初始化时的报警：
1.在使用kubeadm init命令初始化节点刚开始时，会有如下的perflight阶段，该阶段会进行检查，如果其中出现了如下WARNING并且初始化失败了 。下面会对下述几个警告进行解决：
kubeadm init ...[init] Using Kubernetes version: v1.15.0[preflight] Running pre-flight checks[WARNING IsDockerSystemdCheck]: detected "cgroupfs" as the Docker cgroup driver. The recommended driver is "systemd". Please follow the guide at https://kubernetes.io/docs/setup/cri/[WARNING FileExisting-socat]: socat not found in system pathWARNING IsDockerSystemdCheck
解决办法：修改或创建/etc/docker/daemon.json，加入下述内容：
{"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]}重启docker：
systemctl daemon-reloadsystemctl restart docker查看修改后的状态：
docker info | grep Cgroup2.WARNING FileExisting-socat
socat是一个网络工具， k8s 使用它来进行 pod 的数据交互，出现这个问题直接安装socat即可：
yum install -y socat3.WARNING Firewalld
[WARNING Firewalld]: firewalld is active, please ensure ports [8443 10250] are open or your cluster may not function correctly
解决办法：
##暂时关闭防火墙systemctl stop firewalld.service##永久关闭systemctl disable firewalld.service4.WARNING Service-Docker
[WARNING Service-Docker]: docker service is not enabled, please run 'systemctl enable docker.service'
解决办法：
systemctl enable docker.service5.WARNING Service-Kubelet
[WARNING Service-Kubelet]: kubelet service is not enabled, please run 'systemctl enable kubelet.service'
解决办法：
systemctl enable kubelet.service6.WARNING Swap
[WARNING Swap]: running with swap on is not supported. Please disable swap
解决办法：
swapoff -a7.SELINUX未关闭
Problems detected in kube-addon-manager [13ce287ce3f6]:
error: Error loading config file "/var/lib/minikube/kubeconfig": open /var/lib/minikube/kubeconfig: permission denied
error: Error loading config file "/var/lib/minikube/kubeconfig": open /var/lib/minikube/kubeconfig: permission denied
error: Error loading config file "/var/lib/minikube/kubeconfig": open /var/lib/minikube/kubeconfig: permission denied
解决办法：
setenforce 0或尝试永久关闭SELINUX
8.ERROR FileContent–proc-sys-net-bridge-bridge-nf-call-iptables
[ERROR FileContent--proc-sys-net-bridge-bridge-nf-call-iptables]: /proc/sys/net/bridge/bridge-nf-call-iptables contents are not set to 1
解决办法：
echo "1" >/proc/sys/net/bridge/bridge-nf-call-iptables停止minikubeminikube stop 查看所有deploymentkubectl get deployment 查看所有podkubectl get pods 查看节点[root@VM-12-15-centos download]` kubectl get nodesNAMESTATUSROLESAGEVERSIONvm-12-15-centosReadycontrol-plane,master79mv1.23.1【解释】
node是?于承载运行中的容器的 。
有?个node，这个node的角?是master 。
k8s也有集群的概念，即：cluster，包含master和node，该节点即是master节点，?是node节点 。
创建nginx的deployment[root@zhaowa-edu-01 ~]` kubectl create deployment my-nginx --image nginx:latestdeployment.apps/my-nginx created【解释】
创建deployment其实有两种?式
1.基于命令行配置运行
kubectl create
kubectl run
  1. 基于yaml配置文件的
kubectl apply -f xxx.yml
查看所有pod信息以及ip和port[root@zhaowa-edu-01 ~]` kubectl get pods -o wideNAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATESmy-nginx-b7d7bc74d-jgfks 1/1 Running 0 7m35s 172.18.0.3 zhaowa-edu-01 <none> <none>查看所有service[root@zhaowa-edu-01 ~]` kubectl get serviceNAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGEkubernetes ClusterIP 10.96.0.1 <none> 443/TCP 21h【解释】
pod是不稳定的 。服务可以保证稳定 。
双十?之前，订单系统需要20个服务实例，双??促销阶段，扩容?100个服务实例 。双?之后，对服务缩容?30个服务实例 。
我们是?个稳定的请求?式，统?个ip的 。这个就是service的作用 。
查询所有命名空间[root@zhaowa-edu-01 ~]` kubectl get namespaceNAME STATUS AGEdefault Active 21hkube-node-lease Active 21hkube-public Active 21hkube-system Active 21h【解释】
默认的就是defalut 。
其它kube-*的都是k8s系统??的命名空间 。
将副本数(pod)从1个修改为3个[root@zhaowa-edu-01 ~] ` kubectl scale deployments/my-nginx --replicas=3deployment.apps/my-nginx scaled[root@zhaowa-edu-01 ~] ` kubectl get deployNAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGEmy-nginx 1/3 3 1 19m[root@zhaowa-edu-01 ~] ` kubectl get podsNAME READY STATUS RESTARTS AGEmy-nginx-b7d7bc74d-jgfks 1/1 Running 0 19mmy-nginx-b7d7bc74d-r9gsg 0/1 ContainerCreating 0 17smy-nginx-b7d7bc74d-vr958 0/1 ContainerCreating 0 17s【解释】
什么是副本个数？
pod的个数
如果我们不指定副本个数的话，那么默认就是?个pod
将副本数(pod)从3个修改为2个[root@zhaowa-edu-01 ~] ` kubectl scale deployments/my-nginx --replicas=2deployment.apps/my-nginx scaled[root@zhaowa-edu-01 ~]` kubectl get deployNAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGEmy-nginx 2/2 2 2 22m[root@zhaowa-edu-01 ~]` kubectl get podNAME READY STATUS RESTARTS AGEmy-nginx-b7d7bc74d-jgfks 1/1 Running 0 22mmy-nginx-b7d7bc74d-r9gsg 1/1 Running 0 2m39sk8s重要概念介绍组件名称作用Cluster资源的集合 。我们的k8s利?这些资源运?各种基于容器的应用 。是计算、存储和网络资源的集合MasterCluster的?脑 。司令部 。主要的任务就是用来调度的 。决定我们的应用应该放到哪?去执行 。
为了高可?，也可以运?多个master 。职责是运行容器应用 。Node来负责运?容器应? 。Node是由Master去管理的，负责监控和容器状态的汇报 。Podk8s的最小工作单元，包含1orN个容器 。
Pod的使用方式：
?个pod运??个容器
最常?的就是这种情况 。
?个pod运?多个容器
?定是非常紧密相关的?组容器，并且需要资源的共享 。?起启动、?起停止 。Controllerk8s通过它来管理Pod
包含：Deployment、ReplicaSet、DaemonSet、StatefulSet、Job 。
Deployment
就是我们最常?的Controller 。它可以管理Pod的多个副本 。（即：--replicas=3），并且可以确保Pod按照期望的状态去运? 。
ReplicaSet
它也是管理Pod的多个副本 。
我们使?deployment的时候，会?动的创建ReplicaSet，最终是有ReplicaSet去创建的pod，而我们并不是去直接的使?它 。
DaemonSet
?于每个Node最多只运??个Pod副本的创建 。
StatefulSet
保证副本按照固定的顺序启动、更新、删除 。Service为Pod提供了负载均衡、固定的IP和Port
pod是不稳定的，ip会变化的 。所以我们需要?个固定的ip或port 。
区别：
Controller ——> 负责k8s运行容器的 。
Service ——> 负责k8s访问容器的 。Namespace解决同一个Cluster中，如何区别分开Controller、Pod等资源的问题,资源隔离！kubernetes架构k8s架构图
K8s集群安装 K8S的安装部署以及基础知识

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重要概念
当我们执行部署应用并指定两个副本的时候，执行流程如下所示：
  • Kuberctl发送部署请求到API Server 。
  • API Server通知Controller Manager创建一个deployment资源 。
  • Scheduler执行调度任务，将两个副本Pod分发到node1和node2上 。
  • node1和node2上的kubelet在各自的节点上创建并运行Pod 。
k8s架构中，主要是由Master和Node组成的 。
下面我们来针对这两部分进行详细的介绍 。
Master
  • API-Server
属于前端交互接? 。提供基于Http/https RESTful API 。
接收对应的指令 。
  • Scheduler
负责决定将pod放到那个Node上去运?的 。
  • Controller Manager
?常关键的组件 。管理Cluster中的各种资源 。
  • etcd
负责保存k8s的配置信息和各种资源的状态信息 。
如果数据发?了变化，etcd会快速通知相关的组件 。

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Node
  • kubelet
创建和运?容器 。
  • kube-proxy
负责我们请求的转发 。
如果对于多个副本，它会实现负载均衡 。

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Deployment创建资源的方式
  • 方式一
用kubectl命令直接创建 。
比如：kubectl run nginx-deployment--image=nginx:1.7.9--replicas=2
在命令行中通过参数指定资源的属性 。（但是，在K8S v1.18.0以后，–replicas已弃用 ,推荐用 kubectl apply 创建 pods）
  • 方式二
通过配置文件和kubectl apply创建 。
步骤：
1.编写yml配置文件 。（下一页有书写样例，nginx.yml）
2.执行命令：kubectl apply -f /home/muse/nginx.yml
nginx.yml配置文件
  • replicas: 2
部署的副本实例数量，默认为1
  • metadata:
metadata定义Pod的元数据，至少要定义一个 label 。label的key和value可以任意指定
  • spec:
描述Pod的规格，此部分定义Pod中每一个容 器的属性，name和image是必需的
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构建过程解析用户通过kubectl——>创建Deployment——>创建ReplicaSet——>创建Pod
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Failover设置了pod数为3个
当Node1异常的时候，会在Node2上面生成新的Pod来维护总数为3个pod
当Node1恢复正常的时候，新创建的pod也依然会在Node2上，并不会做迁移动作 。
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label默认配置下，Scheduler会将Pod调度到所有可用的Node 。不过有些情况我们可以通过lable将Pod部署到指定的Node，比如将有大量磁盘I/O的Pod部署到配置了SSD的 Node；或者Pod需要GPU，需要运行在配置了GPU的节点上 。
  • 给k8s-node1添加标签——disktype=ssd
kubectl label node k8s-node1disktype=ssd
  • 修改nginx.yml配置文件，指定nodeSelector为上一步新建的label 。
nodeSelector:disktype: ssd
  • 重新部署Deployment
kubectl apply -f nginx.yml
  • 查看节点的标签信息
kubectl get node --show-labels[root@zhaowa-edu-01 k8sConfigFiles]# kubectl get nodeNAME STATUS ROLES AGE VERSIONzhaowa-edu-01 Ready control-plane,master 22h v1.20.2[root@zhaowa-edu-01 k8sConfigFiles]# kubectl get node --show-labelsNAME STATUS ROLES AGE VERSION LABELSzhaowa-edu-01 Ready control-plane,master 22h v1.20.2 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=zhaowa-edu-01,kubernetes.io/os=linux,minikube.k8s.io/commit=b017ea15ffbf8bcd6ce31e13ba16f59fd4091079,minikube.k8s.io/name=minikube,minikube.k8s.io/updated_at=2021_09_18T13_04_08_0700,minikube.k8s.io/version=v1.20.0,node-role.kubernetes.io/control-plane=,noderole.kubernetes.io/master=[root@zhaowa-edu-01 k8sConfigFiles]# kubectl label node zhaowa-edu-01 disktype=ssdnode/zhaowa-edu-01 labeled[root@zhaowa-edu-01 k8sConfigFiles]# kubectl get node --show-labelsNAME STATUS ROLES AGE VERSION LABELSzhaowa-edu-01 Ready control-plane,master 22h v1.20.2 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,disktype=ssd,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=zhaowa-edu-01,kubernetes.io/os=linux,minikube.k8s.io/commit=b017ea15ffbf8bcd6ce31e13ba16f59fd4091079,minikube.k8s.io/name=minikube,minikube.k8s.io/updated_at=2021_09_18T13_04_08_0700,minikube.k8s.io/version=v1.20.0,node-role.kubernetes.io/control-plane=,noderole.kubernetes.io/master=[root@zhaowa-edu-01 k8sConfigFiles]# kubectl label node zhaowa-edu-01 disktypenode/zhaowa-edu-01 labeled[root@zhaowa-edu-01 k8sConfigFiles]# kubectl get node --show-labelsNAME STATUS ROLES AGE VERSION LABELSzhaowa-edu-01 Ready control-plane,master 22h v1.20.2 beta.kubernetes.io/arch=amd64,beta.kubernetes.io/os=linux,kubernetes.io/arch=amd64,kubernetes.io/hostname=zhaowa-edu-01,kubernetes.io/os=linux,minikube.k8s.io/commit=b017ea15ffbf8bcd6ce31e13ba16f59fd4091079,minikube.k8s.io/name=minikube,minikube.k8s.io/updated_at=2021_09_18T13_04_08_0700,minikube.k8s.io/version=v1.20.0,node-role.kubernetes.io/control-plane=,noderole.kubernetes.io/master=删除deployment假设现在配置的是2个pod数 。那么如果我们只是删除其中的一个pod，依然会被deployment根据配置，再补充为2个pod 。
  • 当我们删除掉deployment的时候，pod也会随之自动被删除 。
    • 删除pod
      kubectl delete pod nginx-deployment-7f4fc68488-5v4m7
    • 删除deployment
      kubectl delete deployment nginx-deployment
DaemonSetDeployment部署的副本pod会分布在各个Node上，每个Node都可能运行好几个副本 。
Daemonsetl的不同之处在于：每个Node上最多只能运行一个副本 。
Daemon Set的典型应用场景
1.在每个节点上运行存储 Daemon,比如 glusterd或 ceph
2.在每个节点上运行日志收集 Daemon,如 flunentdi或 logstashe
3.在毎个节点上运行监控 Daemon,比如 Prometheus Node Exporter或 collectd
查看k8s自己就用 Daemonsetie运行系统组件
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Job容器按照持续运行时间，可以分为服务类容器和工作类容器 。
  • 服务类容器通常持续提供服务，需 要一直运行，比如HTTP Server、Daemon等 。
  • 工作类容器则是一次性任务，比如批处理程序，完成后容器就退出 。
Kubernetes的Deployment、ReplicaSet和DaemonSet都用于管理服务类容器；
对于工作类容器，我们使用Job 。
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Service
  • 我们不应该期望Pod是健壮的，而是要假设Pod中的容器很可能因为各种原因发生故障而死掉 。
  • Deployment等Controller会通过动态创建和销毁Pod来保证应用整体的健壮性 。换句话说，Pod是脆弱的，但应用是健壮的 。
  • Service提供了固定的ip和端口，并且里面包含一组pod，即使Pod的ip发生变化，但是面对客户端的是Service的固定ip和端口 。
Rolling Update【K8s集群安装 K8S的安装部署以及基础知识】滚动更新是一次只更新一小部分副本，成功后再更新更多的副本，最终完成所有副本的更新 。滚动更新的最大好处是零停机，整个更新过程始终有副本在运行，从而保证了业务的连续性 。
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