k8s系列教程-初识k8s_vlambda技术博客

vlambda
2022-04-29

k8s系列教程-初识k8s

Kubernetes中概念的简要概述

Cluster : 集群是指由Kubernetes使用一系列的物理机、虚拟机和其他基础资源来运行你的应用程序。
Node : 运行着Kubernetes的物理机或虚拟机，并且pod可以在其上面被调度。
Pod : k8s的最小调度单元，一个pod 可以包含多个容器，k8s无法直接操作容器，只能操作pod
Label : 一个label是一个被附加到资源上的键/值对，譬如附加到一个Pod上，为它传递一个用户自定的并且可识别的属性.Label还可以被应用来组织和选择子网中的资源
selector:是一个通过匹配labels来定义资源之间关系的表达式，例如为一个负载均衡的service指定所目标Pod.
Deployment: 控制pod生命周期的pod控制器
Service : 一个service定义了访问pod的方式，比如固定的IP地址和与其相对应的DNS名之间的关系。
Volume: 目录或者文件夹
Namespace : 命名空间，起到资源分组he隔离的作用

kubernetes集群由master、node构成。其中master包含组件：

API Server：暴露k8s api 的服务
Scheduler：调度器，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、自动扩展和滚动更新等。
Etcd：数据库，负责存储集群中各种资源对象的信息。

node 节点包含组件：

Kubelet：维护容器的生命周期，即通过控制 Docker ，来创建、更新、销毁容器。
KubeProxy：提供集群内部的服务发现和负载均衡。
Docker：容器。

window下搭建k8s环境

搭建k8s开发环境有三种，一种是通过docker desktop + Minikube 来直接在你的电脑上搭建，这种搭建方式存在的问题比较多，很多功能不支持，不建议使用。另外一种方式是通过Docker Desktop安装k8s，这种k8s是单机版的，master 和node 是同一个节点也就是本机，这种方式安装的k8s基本上能满足我们的学习需求，初期学习阶段可以使用这种安装方式。还有就是通过前文介绍 vagrant 制作box 然后创建集群安装，这种安装方式是最完整也是最麻烦的。现在先介绍第二种安装方式，第二种方式是把k8s 镜像拉取下来并运行容器，但因为国内网络的问题，镜像依赖拉不下来，我们可以上github 拉阿里云的k8s-for-docker-desktop 到本地安装。

 git clone https://github.com/AliyunContainerService/k8s-for-docker-desktop.git
 cd k8s-for-docker-desktop

 // 执行脚本安装K8S相关镜像（确认k8s-for-docker-desktop文件夹下的images中的k8s和本地安装的docker中需要的k8s版本保持一致）
 ./load_images.sh

需要注意git tag 是不是和你的 docker中的k8s版本保持一致

然后打开你的docker desktop，勾选k8s:

等docker 重启后就安装完成了，打开命令行窗口执行指令，验证是否安装成功：

 kubectl cluster-info

第三种安装方式需要kubeadm 来进行集群安装，k8s集群可以一主多从或者多主多从，这里我搭建的是一主多从集群。

安装步骤：

制作自己的box并配置好Vagrantfile，box中需要安装docker，更新yum源等，最好安装一些基本工具与telnet，然后启动虚拟机
禁用selinux，禁用swap分区，selinux是linux系统下的一个安全服务，如果不关闭它，在安装集群中会产生各种各样的奇葩问题，swap分区指的是虚拟内存分区，它的作用是物理内存使用完，之后将磁盘空间虚拟成内存来使用，启用swap设备会对系统的性能产生非常负面的影响
修改linux的内核参数

# 修改linux的内核采纳数，添加网桥过滤和地址转发功能
# 编辑/etc/sysctl.d/kubernetes.conf文件，添加如下配置：
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.ipv4.ip_forward = 1

# 重新加载配置
[root@master ~]# sysctl -p
# 加载网桥过滤模块
[root@master ~]# modprobe br_netfilter
# 查看网桥过滤模块是否加载成功
[root@master ~]# lsmod | grep br_netfilter

安装Kubernetes组件

# 1、由于kubernetes的镜像在国外，速度比较慢，这里切换成国内的镜像源
# 2、编辑/etc/yum.repos.d/kubernetes.repo,添加下面的配置
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgchech=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

# 3、安装kubeadm、kubelet和kubectl
[root@master ~]# yum install --setopt=obsoletes=0 kubeadm-1.17.4-0 kubelet-1.17.4-0 kubectl-1.17.4-0 -y

# 4、配置kubelet的cgroup
#编辑/etc/sysconfig/kubelet, 添加下面的配置
KUBELET_CGROUP_ARGS="--cgroup-driver=systemd"
KUBE_PROXY_MODE="ipvs"

# 5、设置kubelet开机自启
[root@master ~]# systemctl enable kubelet

准备集群镜像,利用kubeadm部署k8s的Master节点：

# 在安装kubernetes集群之前，必须要提前准备好集群需要的镜像，所需镜像可以通过下面命令查看
[root@master ~]# kubeadm config images list

# 由于默认拉取镜像地址k8s.gcr.io国内无法访问，这里需要指定阿里云镜像仓库地址
kubeadm init \
  --apiserver-advertise-address=局域网ip \
  --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
  --kubernetes-version v1.18.0 \
  --service-cidr=-service 的CIDR\
  --pod-network-cidr=Pod 网络的 CIDR

配置node，当第五步执行完成，kubeadm 会输出一个指令，将这个指令复制到node节点上执行：

kubeadm join 192.168.18.1:8080 --token xxx \
    --discovery-token-ca-cert-hash xxx

在master 节点上执行指令，验证安装：

 kubectl get nodes

下一章节我们学习k8s的基本指令并对容器进行调度，感谢阅读

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