前言

What is Kubernetes？

Kubernetes 是用于自动部署，扩展和管理容器化应用程序的开源系统，是一个生产级别的容器编排系统，能够实现自动化的容器部署、扩展和管理。

  • 借鉴Google内部的集群管理系统“Borg”（2015 EuroSys)和”Omega”（15年的生产环境应用经验）
  • Google于2014年开源，捐献给云原生计算基金会（CNCF， Cloud Native Computing Foundation）
  • Kubernetes提供了完善的管理工具，这些工具涵盖了包括开发、部署测试、运维监控在内的各个环节。因此，Kubernetes是一个全新的基于容器技术的分布式架构解决方案，并且是一个一站式的完备的分布式系统开发和支撑平台。
Kubernetes的优点

1.可以“轻装上阵”地开发复杂系统。以前需要很多人（其中不乏技术达人）一起分工协作才能设计、实现和运维的分布式系统，在采用Kubernetes解决方案之后，只需一个精悍的小团队就能轻松应对。
2.全面拥抱微服务架构。微服务架构的核心是将一个巨大的单体应用分解为很多小的互相连接的微服务，一个微服务可能由多个实例副本支撑，副本的数量可以随着系统的负荷变化进行调整。
3.随时随地将系统整体“搬迁”到公有云上。
4.Kubernetes内在的服务弹性扩容机制可以让我们轻松应对突发流量。
5.Kubernetes系统架构超强的横向扩容能力很强。

Kubernetes架构

Kubernetes的工作架构

k8s安装部署redis k8s安装配置_ci


Master

k8s集群控制节点，对集群进行调度管理，接受集群外用户去集群操作请求； Master Node 由 API Server、Scheduler、ClusterState Store（ETCD 数据库）和 Controller MangerServer 所组成；

Nodes

集群工作节点，运行用户业务应用容器； Nodes节点也叫Worker Node，包含kubelet、kube proxy 和 Pod（Container Runtime）；

Kubernetes整体架构

k8s安装部署redis k8s安装配置_Docker_02

Kubernetes环境搭建方式

部署 Kubernetes 环境（集群）主要有多种方式，这里只介绍常用的方式：

minikube

minikube可以在本地运行Kubernetes的工具，minikube可以在个人计算机（包括Windows，macOS和Linux PC）上运行一个单节点Kubernetes集群，以便您可以试用Kubernetes或进行日常开发工作；

kubeadm

Kubeadm是一个K8s部署工具，提供kubeadm init 和 kubeadm join两个操作命令，可以快速部署一个Kubernetes集群；
官方地址：https://kubernetes.io/docs/reference/setuptools/kubeadm/kubeadm/ https://kubernetes.io/docs/setup/production-environment/tools/kubeadm/install-kubeadm/

yum安装

通过yum安装Kubernetes的每个组件，组成Kubernetes集群，不过yum源里面的k8s版本已经比较老了，所以这种方式用得也比较少了；

花钱购买

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Kubernetes部署环境要求

  • 一台或多台机器，操作系统CentOS 7.x-86_x64
  • 硬件配置：内存2GB或2G+，CPU 2核或CPU 2核+；
  • 集群内各个机器之间能相互通信；
  • 集群内各个机器可以访问外网，需要拉取镜像；
  • 禁止swap分区；
    如果环境不满足，会报错，比如：
Kubernetes部署环境准备
# 关闭防火墙

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld

# 关闭selinux

sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config  #永久
setenforce 0  #临时

# 关闭swap（k8s禁止虚拟内存以提高性能）

sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab #永久
swapoff -a #临时

# 在master添加hosts

cat >> /etc/hosts << EOF
192.168.218.132 k8smaster
192.168.218.133 k8snode
EOF

# 设置网桥参数

cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
EOF

sysctl --system  #生效

# 时间同步

yum install ntpdate -y
ntpdate time.windows.com
Kubernetes安装具体步骤

所有服务器节点安装 Docker/kubeadm/kubelet/kubectl
Kubernetes 默认容器运行环境是Docker，因此首先需要安装Docker；
安装 Docker

// 更新docker的yum源
yum install wget -y
wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo -O /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo

//安装指定版本的docker：
yum install docker-ce-19.03.13 -y
yum install docker -y     //（这个安装的Docker版本偏旧） 1.13.x

//配置加速器加速下载 （https://cr.console.aliyun.com/）
/etc/docker/daemon.json
{
"registry-mirrors": ["https://registry.docker-cn.com"]
}
https://gg3gwnry.mirror.aliyuncs.com

// 然后执行，不然会提示警告
systemctl enable docker.service
//验证docker安装是否成功
docker --version

添加k8s的阿里云YUM源
如果不安装可能找不到K8s相关组件的下载源

cat > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo << EOF
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgcheck=0
repo_gpgcheck=0
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
EOF

安装 kubeadm，kubelet 和 kubectl

yum install kubelet-1.19.4 kubeadm-1.19.4 kubectl-1.19.4 -y
// 然后执行,不然会提示警告；
systemctl enable kubelet.service

// 查看有没有安装：
yum list installed | grep kubelet
yum list installed | grep kubeadm
yum list installed | grep kubectl

// 查看安装的版本：
 kubelet --version

部署Kubernetes Master主节点
在msater机器执行下面指令

//下面的ip地址192.168.218.132为master机器的地址
kubeadm init --apiserver-advertise-address=192.168.218.132 --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers --kubernetes-version v1.19.4 --service-cidr=10.96.0.0/12 --pod-network-cidr=10.244.0.0/16

如果执行报错，重新启动机器，然后关闭防火墙，之后再执行上面的指令即可。

k8s安装部署redis k8s安装配置_k8s安装部署redis_03


不关闭防火墙会出错，如下所示：

k8s安装部署redis k8s安装配置_kubernetes_04

执行成功之后，出现如下界面，有用的信息也在图片中：

k8s安装部署redis k8s安装配置_docker_05


说明：

service-cidr 的选取不能和PodCIDR及本机网络有重叠或者冲突，一般可以选择一个本机网络和PodCIDR都没有用到的私网地址段，比如PODCIDR使用10.244.0.0/16, 那么service cidr可以选择10.96.0.0/12，网络无重叠冲突即可；

接下来在master机器上执行：

mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

//查询节点状态
kubectl get nodes

把node节点加入Kubernetes master中
在Node机器上执行；向集群添加新节点，执行的命令就是kubeadm init最后输出的kubeadm join命令，上面图片中笔记的：

kubeadm join 192.168.218.132:6443 --token fshx03.n343k1bya86w2o6d \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:60b8b02c50c67604652da3edb573aedb7913a28d2b0386247caf6d1c065272a4

完成之后的图片如下：

k8s安装部署redis k8s安装配置_kubernetes_06


部署网络插件

网络插件部署有两种形式，一种是下载的方式，但是一般都下载不下来，第二种是从本地导入的方式。

下载kube-flannel.yml文件

wget https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml

出现以下错误：

k8s安装部署redis k8s安装配置_ci_07


这个时候需要从本地导入，使用rz执行，选择本地的kube-flannel.yml文件，

kube-flannel.yml可以从网上下载。

应用kube-flannel.yml文件得到运行时容器

kubectl apply -f kube-flannel.yml （在master机器上执行）

之后查看节点状态，kubectl get nodes （在master机器上执行），看到StATUS变成Ready，这里需要等待一小会。

k8s安装部署redis k8s安装配置_kubernetes_08


至此我们的k8s环境就搭建好了；

查看运行时容器pod （一个pod里面运行了多个docker容器）

kubectl get pods -n kube-system