K8S核心组件和架构图

K8S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




k8s 获取pod下容器_k8s 获取pod下容器


 


 


(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


 


k8s 获取pod下容器_官网_02


 


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.



 


 


(3) 那 Pod 的维护谁来做呢?那就是 ReplicaSet ,通过 selector 来进行管理


k8s 获取pod下容器_github_03


 


 


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.


 


(4)Pod 和 ReplicaSet 的状态如何维护和监测呢? Deployment


k8s 获取pod下容器_k8s 获取pod下容器_04


 


 


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.



(5) 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


 


k8s 获取pod下容器_官网_05


 


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.



(6) 具有相同 label 的 service 要是能够有个名称就好了, Service


 


k8s 获取pod下容器_github_06


 


 


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.



 


(7) 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


 


k8s 获取pod下容器_k8s 获取pod下容器_07


 


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.



(8) 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


 


k8s 获取pod下容器_k8s 获取pod下容器_08


 


 


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


k8s 获取pod下容器_官网_09


 


 


(10) 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


 



01-总得要有一个操作集群的客户端,也就是和集群打交道kubectl02-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?03-请求过来之后,Master Node中谁来接收?APIServer04-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/]05-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 06-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?] 07-会不会涉及到域名解析的问题? DNS 08-是否需要有监控面板能够监测整个集群的状态? Dashboard 09-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

 



 


k8s 获取pod下容器_官网_10


 


 


 


(11)不妨把这个图翻转一下方便查看


 


k8s 获取pod下容器_github_11


 


 


 


(12)官网K8S架构图


 


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


 


k8s 获取pod下容器_k8s 获取pod下容器_12


 


 


 


 


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。


 


 


The Common Ways of Installing Kubernetes


 


 


The hard way


 


Kelsey Hightower : https://github.com/kelseyhightower


 


 


 


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

 


 


Cloud 上搭建


 


GitHub : https://github.com/kubernetes/kops


 


 


企业级解决方案 CoreOS


 


coreos : https://coreos.com/tectonic/


 


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


 


 


kubeadm[Y]


 


本地多节点


 


GitHub : https://github.com/kubernetes/kubeadm


 


 


 


使用 Minikube 搭建单节点 K8s


 


 


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/


 


  • 选择任意一种虚拟化的方式
• Hyper-V 

• VirtualBox
  • 安装kubectl
(1)根据官网步骤 [或] 直接下载: https://storage.googleapis.com/kubernetesrelease/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

 


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docker
  • 安装kubectl

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

# 01 下载
curl -LO "https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/$(curl -s https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/stable.txt)/bin/darwin/amd64/kubectl"

# 02 授权 
chmod +x ./kubectl 

# 03 添加到环境变量 
sudo mv ./kubectl /usr/local/bin/kubectl 

# 04 检查 
kubectl version
  • 安装minikube

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


# 01 下载
wget https://github.com/kubernetes/minikube/releases/download/v1.5.2/minikube-linux-amd64 

# 02 配置环境变量 
sudo mv minikube-linux-amd64 minikube && chmod +x minikube && mv minikube /usr/local/bin/ 

# 03 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

 


 


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


 


 


 


 


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


 


 


 


查看连接信息


 


 


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

 


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。