Kubernetes 简介及部署方法
应用部署方式演变
传统部署:互联网早期,会直接将应用程序部署在物理机上
优点:简单,不需要其它技术的参与
缺点:不能为应用程序定义资源使用边界,很难合理地分配计算资源,而且程序之间容易产生影响
虚拟化部署:可以在一台物理机上运行多个虚拟机,每个虚拟机都是独立的一个环境
优点:程序环境不会相互产生影响,提供了一定程度的安全性
缺点:增加了操作系统,浪费了部分资源
容器化部署:与虚拟化类似,但是共享了操作系统
需要注意的是
容器化部署方式给带来很多的便利,但是也会出现一些问题,比如说: 一个容器故障停机了,怎么样让另外一个容器立刻启动去替补停机的容器 当并发访问量变大的时候,怎么样做到横向扩展容器数量
容器编排应用软件
Swarm:Docker自己的容器编排工具
Mesos:Apache的一个资源统一管控的工具,需要和Marathon结合使用
Kubernetes:Google开源的的容器编排工具
kubernetes 简介
kubernetes的本质是一组服务器集群,它可以在集群的每个节点上运行特定的程序,来对节点中的容器 进行管理。目的是实现资源管理的自动化,主要提供了如下的主要功能:
自我修复:一旦某一个容器崩溃,能够在1秒中左右迅速启动新的容器
弹性伸缩:可以根据需要,自动对集群中正在运行的容器数量进行调整
服务发现:服务可以通过自动发现的形式找到它所依赖的服务
负载均衡:如果一个服务起动了多个容器,能够自动实现请求的负载均衡
版本回退:如果发现新发布的程序版本有问题,可以立即回退到原来的版本
存储编排:可以根据容器自身的需求自动创建存储卷
K8S的设计架构
k8s各个组件的用途
1.master:集群的控制平面,负责集群的决策
ApiServer : 资源操作的唯一入口,接收用户输入的命令,提供认证、授权、API注册和发现等机制
Scheduler : 负责集群资源调度,按照预定的调度策略将Pod调度到相应的node节点上
ControllerManager : 负责维护集群的状态,比如程序部署安排、故障检测、自动扩展、滚动更新 等
Etcd :负责存储集群中各种资源对象的信息
2 node:集群的数据平面,负责为容器提供运行环境
kubelet:负责维护容器的生命周期,同时也负责Volume(CVI)和网络(CNI)的管理 Container
runtime:负责镜像管理以及Pod和容器的真正运行(CRI) kube-proxy:负责为Service提供
cluster内部的服务发现和负载均衡
K8S 各组件之间的调用关系
当我们要运行一个web服务时
1. kubernetes环境启动之后,master和node都会将自身的信息存储到etcd数据库中
2. web服务的安装请求会首先被发送到master节点的apiServer组件
3. apiServer组件会调用scheduler组件来决定到底应该把这个服务安装到哪个node节点上 在此时,它会从etcd中读取各个node节点的信息,然后按照一定的算法进行选择,并将结果告知 apiServer
4. apiServer调用controller-manager去调度Node节点安装web服务
5. kubelet接收到指令后,会通知docker,然后由docker来启动一个web服务的pod
6. 如果需要访问web服务,就需要通过kube-proxy来对pod产生访问的代理
常用名词
Master:集群控制节点,每个集群需要至少一个master节点负责集群的管控
Node:工作负载节点,由master分配容器到这些node工作节点上,然后node节点上的
Pod:kubernetes的最小控制单元,容器都是运行在pod中的,一个pod中可以有1个或者多个容器
Controller:控制器,通过它来实现对pod的管理,比如启动pod、停止pod、伸缩pod的数量等等
Service:pod对外服务的统一入口,下面可以维护者同一类的多个pod
Label:标签,用于对pod进行分类,同一类pod会拥有相同的标签
NameSpace:命名空间,用来隔离pod的运行环境
分层架构
核心层:Kubernetes最核心的功能,对外提供API构建高层的应用,对内提供插件式应用执行环境
应用层:部署(无状态应用、有状态应用、批处理任务、集群应用等)和路由(服务发现、DNS解 析等)
管理层:系统度量(如基础设施、容器和网络的度量),自动化(如自动扩展、动态Provision等) 以及策略管理(RBAC、Quota、PSP、NetworkPolicy等)
接口层:kubectl命令行工具、客户端SDK以及集群联邦
生态系统:在接口层之上的庞大容器集群管理调度的生态系统,可以划分为两个范畴
Kubernetes外部:日志、监控、配置管理、CI、CD、Workflow、FaaS、OTS应用、ChatOps等
Kubernetes内部:CRI、CNI、CVI、镜像仓库、Cloud Provider、集群自身的配置和管理等
K8S集群环境搭建
k8s中容器的管理方式
K8S 集群创建方式有3种:
centainerd 默认情况下,K8S在创建集群时使用的方式
docker
Docker使用的普记录最高,虽然K8S在1.24版本后已经费力了kubelet对docker的支持,但时可以借助 cri-docker方式来实现集群创建
cri-o
CRI-O的方式是Kubernetes创建容器最直接的一种方式,在创建集群的时候,需要借助于cri-o插件的方 式来实现Kubernetes集群的创建。
需要注意
docker 和cri-o 这两种方式要对kubelet程序的启动参数进行设置
k8s 集群部署
k8s 环境部署说明
K8S中文官网: https://kubernetes.io/zh-cn/
所有节点禁用selinux和防火墙
所有节点同步时间和解析
所有节点安装docker-ce
所有节点禁用swap,注意注释掉/etc/fstab文件中的定义
集群环境初始化
所有禁用swap和本地解析
所有安装docker
所有节点设定docker的资源管理模式为systemd
所有阶段复制harbor仓库中的证书并启动docker
此时查看
docker info 出现
需要激活内核
后重启
登录仓库
查看harbor仓库
安装K8S部署工具
启动
设置kubectl命令补齐功能
在所节点安装cri-docker
k8s从1.24版本开始移除了dockershim,所以需要安装cri-docker插件才能使用docker 软件下载: https://github.com/Mirantis/cri-dockerd
启动cri-docker
在master节点拉取K8S所需镜像
集群初始化
安装flannel网络插件
官方网站: https://github.com/flannel-io/flannel
在kube-flannel.yml文件中 将所有image 路径修改为如下 否则将会从官方下载
之后
看到
网络打开
在此阶段如果生成的集群token找不到了可以重新生成
kubeadm token create --print-join-command
节点扩容
在woker中
在master