Kubernetes基础概念
1.kubernetes具有以下特性:
- 服务发现和负载均衡
Kubernetes 可以使用 DNS 名称或自己的 IP 地址公开容器,如果进入容器的流量很大, Kubernetes 可以负载均衡并分配网络流量,从而使部署稳定。 - 存储编排
Kubernetes 允许你自动挂载你选择的存储系统,例如本地存储、公共云提供商等。 - 自动部署和回滚
你可以使用 Kubernetes 描述已部署容器的所需状态,它可以以受控的速率将实际状态 更改为期望状态。例如,你可以自动化 Kubernetes 来为你的部署创建新容器, 删除现有容器并将它们的所有资源用于新容器。 - 自动完成装箱计算
Kubernetes 允许你指定每个容器所需 CPU 和内存(RAM)。 当容器指定了资源请求时,Kubernetes 可以做出更好的决策来管理容器的资源。 - 自我修复
Kubernetes 重新启动失败的容器、替换容器、杀死不响应用户定义的 运行状况检查的容器,并且在准备好服务之前不将其通告给客户端。 - 密钥与配置管理
Kubernetes 允许你存储和管理敏感信息,例如密码、OAuth 令牌和 ssh 密钥。 你可以在不重建容器镜像的情况下部署和更新密钥和应用程序配置,也无需在堆栈配置中暴露密钥。
2、架构
1、工作方式
Kubernetes Cluster = N Master Node + N Worker Node:N主节点+N工作节点; N>=1
2、组件架构
1、控制平面组件(Control Plane Components)
控制平面的组件对集群做出全局决策(比如调度),以及检测和响应集群事件(例如,当不满足部署的 replicas
字段时,启动新的 pod)。
控制平面组件可以在集群中的任何节点上运行。 然而,为了简单起见,设置脚本通常会在同一个计算机上启动所有控制平面组件, 并且不会在此计算机上运行用户容器。 请参阅使用 kubeadm 构建高可用性集群 中关于多 VM 控制平面设置的示例。
kube-apiserver
API 服务器是 Kubernetes 控制面的组件, 该组件公开了 Kubernetes API。 API 服务器是 Kubernetes 控制面的前端。
Kubernetes API 服务器的主要实现是 kube-apiserver。 kube-apiserver 设计上考虑了水平伸缩,也就是说,它可通过部署多个实例进行伸缩。 你可以运行 kube-apiserver 的多个实例,并在这些实例之间平衡流量。
etcd
etcd 是兼具一致性和高可用性的键值数据库,可以作为保存 Kubernetes 所有集群数据的后台数据库。
您的 Kubernetes 集群的 etcd 数据库通常需要有个备份计划。
要了解 etcd 更深层次的信息,请参考 etcd 文档。
kube-scheduler
控制平面组件,负责监视新创建的、未指定运行节点(node)的 Pods,选择节点让 Pod 在上面运行。
调度决策考虑的因素包括单个 Pod 和 Pod 集合的资源需求、硬件/软件/策略约束、亲和性和反亲和性规范、数据位置、工作负载间的干扰和最后时限。
kube-controller-manager
在主节点上运行 控制器 的组件。
从逻辑上讲,每个控制器都是一个单独的进程, 但是为了降低复杂性,它们都被编译到同一个可执行文件,并在一个进程中运行。
这些控制器包括:
- 节点控制器(Node Controller): 负责在节点出现故障时进行通知和响应
- 任务控制器(Job controller): 监测代表一次性任务的 Job 对象,然后创建 Pods 来运行这些任务直至完成
- 端点控制器(Endpoints Controller): 填充端点(Endpoints)对象(即加入 Service 与 Pod)
- 服务帐户和令牌控制器(Service Account & Token Controllers): 为新的命名空间创建默认帐户和 API 访问令牌
cloud-controller-manager
云控制器管理器是指嵌入特定云的控制逻辑的 控制平面组件。 云控制器管理器允许您链接集群到云提供商的应用编程接口中, 并把和该云平台交互的组件与只和您的集群交互的组件分离开。
cloud-controller-manager
仅运行特定于云平台的控制回路。 如果你在自己的环境中运行 Kubernetes,或者在本地计算机中运行学习环境, 所部署的环境中不需要云控制器管理器。
与 kube-controller-manager
类似,cloud-controller-manager
将若干逻辑上独立的 控制回路组合到同一个可执行文件中,供你以同一进程的方式运行。 你可以对其执行水平扩容(运行不止一个副本)以提升性能或者增强容错能力。
下面的控制器都包含对云平台驱动的依赖:
- 节点控制器(Node Controller): 用于在节点终止响应后检查云提供商以确定节点是否已被删除
- 路由控制器(Route Controller): 用于在底层云基础架构中设置路由
- 服务控制器(Service Controller): 用于创建、更新和删除云提供商负载均衡器
2、Node 组件
节点组件在每个节点上运行,维护运行的 Pod 并提供 Kubernetes 运行环境。
kubelet
一个在集群中每个节点(node)上运行的代理。 它保证容器(containers)都 运行在 Pod 中。
kubelet 接收一组通过各类机制提供给它的 PodSpecs,确保这些 PodSpecs 中描述的容器处于运行状态且健康。 kubelet 不会管理不是由 Kubernetes 创建的容器。
kube-proxy
kube-proxy 是集群中每个节点上运行的网络代理, 实现 Kubernetes 服务(Service) 概念的一部分。
kube-proxy 维护节点上的网络规则。这些网络规则允许从集群内部或外部的网络会话与 Pod 进行网络通信。
如果操作系统提供了数据包过滤层并可用的话,kube-proxy 会通过它来实现网络规则。否则, kube-proxy 仅转发流量本身。
k8s集群部署:
环境:124.222.108.201 k8s-master 内部私网地址:10.0.12.2
47.100.45.57 k8s-node1
122.112.150.34 k8s-node2
步骤:
1、安装docker
yum install -y yum-utils
yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
yum makecache fast
yum install -y docker-ce-20.10.7 docker-ce-cli-20.10.7 containerd.io-1.4.6
sudo yum install docker-ce-19.03.9 docker-ce-cli-19.03.9 containerd.io -y
systemctl enable docker --now
sudo mkdir -p /etc/docker
sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
"registry-mirrors": ["https://vtozzi4l.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker
2、基础环境
#各个机器设置自己的域名
hostnamectl set-hostname xxxx
# 将 SELinux 设置为 permissive 模式(相当于将其禁用)
sudo setenforce 0
sudo sed -i 's/^SELINUX=enforcing$/SELINUX=permissive/' /etc/selinux/config
#关闭swap
swapoff -a
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab
#允许 iptables 检查桥接流量
cat <<EOF | sudo tee /etc/modules-load.d/k8s.conf
br_netfilter
EOF
cat <<EOF | sudo tee /etc/sysctl.d/k8s.conf
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
EOF
sudo sysctl --system
cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
"log-driver": "json-file",
"log-opts": {
"max-size": "100m"
},
"storage-driver": "overlay2",
"storage-opts": [
"overlay2.override_kernel_check=true"
]
}
EOF
sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1
systemctl restart docker
systemctl status docker
3、安装kubelet、kubeadm、kubectl
cat <<EOF | sudo tee /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
repo_gpgcheck=0
gpgkey=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg
http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
exclude=kubelet kubeadm kubectl
EOF
sudo yum install -y kubelet-1.20.9 kubeadm-1.20.9 kubectl-1.20.9 --disableexcludes=kubernetes
sudo systemctl enable --now kubelet
2、使用kubeadm引导集群
1、下载各个机器需要的镜像
sudo tee ./images.sh <<-'EOF'
#!/bin/bash
images=(
kube-apiserver:v1.20.9
kube-proxy:v1.20.9
kube-controller-manager:v1.20.9
kube-scheduler:v1.20.9
coredns:1.7.0
etcd:3.4.13-0
pause:3.2
)
for imageName in ${images[@]} ; do
docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/lfy_k8s_images/$imageName
done
EOF
chmod +x ./images.sh && ./images.sh
2、初始化主节点
域名解析:k8s-master
k8s-node1 k8s-node2
master中:
echo "10.0.12.2 cluster-endpoint" >> /etc/hosts
kubeadm init \
--apiserver-advertise-address=172.25.73.2 \
--control-plane-endpoint=cluster-endpoint \
--image-repository registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/lfy_k8s_images \
--kubernetes-version v1.20.9 \
--service-cidr=10.96.0.0/16 \
--pod-network-cidr=192.168.0.0/16 --ignore-preflight-errors=…
Your Kubernetes control-plane has initialized successfully!
To start using your cluster, you need to run the following as a regular user:
mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
Alternatively, if you are the root user, you can run:
export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf
You should now deploy a pod network to the cluster.
Run "kubectl apply -f [podnetwork].yaml" with one of the options listed at:
https://kubernetes.io/docs/concepts/cluster-administration/addons/
You can now join any number of control-plane nodes by copying certificate authorities
and service account keys on each node and then running the following as root:
kubeadm join cluster-endpoint:6443 --token m9k8pe.p69bfs76mt5ok2i8 \
--discovery-token-ca-cert-hash sha256:e0c92ba237a00da6f063f4864e3ae5dc1fc29073c024e7a3146f8613236d781f \
--control-plane
Then you can join any number of worker nodes by running the following on each as root:
kubeadm join cluster-endpoint:6443 --token m9k8pe.p69bfs76mt5ok2i8 \
--discovery-token-ca-cert-hash sha256:e0c92ba237a00da6f063f4864e3ae5dc1fc29073c024e7a3146f8613236d781f
mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
k8s-node1 k8s-node2
kubeadm join cluster-endpoint:6443 --token m9k8pe.p69bfs76mt5ok2i8 --discovery-token-ca-cert-hash sha256:e0c92ba237a00da6f063f4864e3ae5dc1fc29073c024e7a3146f8613236d781f --ignore-preflight-errors=...
加入完成后
在主节点查看节点信息
kubectl get nodes