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k8s基礎知識介紹-創新互聯

今天小編就為大家帶來一篇介紹k8s基礎知識的文章。小編覺得挺實用的，為此分享給大家做個參考。一起跟隨小編過來看看吧。

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自動化運維
平臺化(ansible、git、gitlab、docker、jenkins、elk)
自動化（工具/腳本）
容器化（docker/k8s）
虛擬化

docker和虛擬機的區別
更高效的資源利用。虛擬機是一個完備的系統，容器只是一個進程。

虛擬機啟動慢，容器是秒級
一致的運行環境
CI/CD
容器核心概念
鏡像Image
（1）鏡像是一個特殊的文件系統。它除了提供容器運行時所需的程序、庫、資源、配置等文件外，還包含了一些為運行時準備的一些配置參數（例如環境變量）。鏡像不包含任何動態數據，其內容在構建之后也不會被改變。
（2）鏡像采用的是AUFS，實現分層結構。鏡像構建時，會一層層構建，前一層是后一層的基礎。每一層構建完就不會再發生改變，后一層上的任何改變只發生在自己這一層。鏡像是只讀的。創建新鏡像時，底層內容不變，只是給鏡像增加了一個新層次。
容器Container
（1）容器可以認為是鏡像的一次執行，是可讀寫的鏡像。容器只是操作系統上的一個進程，進程執行完畢將會退出。不要假定容器會一直存在，應該假設它隨時會崩潰。容器一旦出現故障，不要猶豫，直接將它刪除，再啟動一個。
（2）按照 Docker 最佳實踐的要求，容器不應該向其存儲層內寫入任何數據,容器存儲層要保持無狀態化。所有的文件寫入操作，都應該使用 數據卷(Volume)、或者綁定宿主目錄，在這些位置的讀寫會跳過容器存儲層，直接對宿主(或網絡存儲)發生讀寫，其性能和穩定性更高。數據卷的生存周期獨立于容器，容器消亡，數據卷不會消亡。
倉庫Repository
倉庫是鏡像倉庫，負責對Docker鏡像進行管理的（類似倉庫管理員），每個倉庫可以包含多個標簽(Tag)，每個標簽對應一個鏡像。也可以自己創建私有倉庫。
k8s組成
這個集群主要包括兩個部分：
一個Master節點（主節點）：用于對容器進行控制、調度，一般是物理服務器，
一群Node節點（計算節點）：工作負載節點，里面是具體的容器，可以是物理服務器，也可以是云主機

補充：
Pod是Kubernetes最基本的操作單元。一個Pod代表著集群中運行的一個進程，它內部封裝了一個或多個緊密相關的容器。除了Pod之外，K8S還有一個Service的概念，一個Service可以看作一組提供相同服務的Pod的對外訪問接口。

k8s架構圖

k8s工作流程圖簡述

k8s配置及簡單應用
1、作為master安裝k8s（node11：192.168.4.11），同時作為node節點安裝docker
2、修改docker配置文件，使之可以使用物理機上的私有鏡像倉庫

[root@node11 k8s_pkgs]# vim /etc/sysconfig/docker
OPTIONS='--selinux-enabled=false ...        //關閉selinux
[root@node11 k8s_pkgs]# vim /etc/docker/daemon.json
{
"insecure-registries": ["192.168.4.254:5000"]
}
#################################################################################
[root@room9pc01 images]# docker images      //物理機（192.168.4.254）搭建私有鏡像倉庫如下
REPOSITORY                                            TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
192.168.8.254:5000/mysql                              latest              7bb2586065cd        10 weeks ago        476.9 MB
192.168.8.254:5000/pod-infrastructure                 latest              99965fb98423        19 months ago       208.6 MB
192.168.8.254:5000/guestbook-php-frontend             latest              47ee16830e89        2 years ago         510 MB
192.168.8.254:5000/tomcat-app                         latest              a29e200a18e9        2 years ago         358.2 MB
192.168.8.254:5000/redis-master                       latest              405a0b586f7e        3 years ago         419.1 MB
192.168.8.254:5000/guestbook-redis-slave              latest              e0c36a1fa372        3 years ago         109.5 MB
1
3、啟動相關服務
k8s—master：
etcd：是一個數據庫，保存了整個集群的狀態
kube-apiserver：執行指令，提供了資源操作的唯一入口，并提供認證、授權、訪問控制、API注冊和發現等機制
kube-controller-manager：MT5實際操作www.gendan5.com/mt5.html 控制管理器，負責維護集群的狀態，比如故障檢測、自動擴展、滾動更新等
kube-scheduler：負責資源的調度，按照預定的調度策略將Pod調度到相應的機器上

k8s—node：
kubelet：接受指令的node節點（k8s客戶端），負責維護容器的生命周期，同時也負責Volume（CVI）和網絡（CNI）的管理
kube-proxy：代理節點，負責為Service提供cluster內部的服務發現和負載均衡
docker：真正的容器服務，負責鏡像管理以及Pod和容器的真正運行

[root@node11 k8s_pkgs]# rpm -q docker
docker-1.13.1-91.git07f3374.el7.centos.x86_64
#master的組件
[root@node11 kubernetes]# systemctl start etcd
[root@node11 kubernetes]# systemctl enable etcd
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl start kube-apiserver.service
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl enable kube-apiserver.service
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl start kube-controller-manager.service
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl enable kube-controller-manager.service
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl start kube-scheduler.service
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl enable kube-scheduler.service
#node的組件
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl start docker
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl enable docker
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl start kubelet.service
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl enable kubelet.service
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl start kube-proxy.service
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl enable kube-proxy.service

4、修改配置，重啟服務

[root@node11 k8s_pkgs]# ls /etc/kubernetes/
apiserver  config  controller-manager  kubelet  proxy  scheduler
[root@node11 k8s_pkgs]# vim /etc/kubernetes/apiserver
KUBE_API_ADDRESS="--insecure-bind-address=0.0.0.0"      //允許任何主機均可以訪問本機
把ServiceAccount從KUBE_ADMISSION_CONTROL中刪除       //刪除服務帳號
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl restart kube-apiserver.service
[root@node11 k8s_pkgs]# vim /etc/kubernetes/config
KUBE_MASTER="--master=http://192.168.4.11:8080"     //指定master的ip地址
[root@node11 k8s_pkgs]# vim /etc/kubernetes/kubelet
KUBELET_ADDRESS="--address=0.0.0.0"     //定義客戶端運行在所有地址上，便于master遠程管理
KUBELET_API_SERVER="--api-servers=http://192.168.4.11:8080"     //客戶端指定服務器地址和ip
KUBELET_POD_INFRA_CONTAINER="--pod-infra-container-image=192.168.4.254:5000/pod-infrastructure"     //指定pod（容器組）的私有鏡像倉庫
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl restart kubelet

5、應用測試tomcat+mysql

[root@node11 tomcat_mysql]# vim mysql-rc.yaml           /創建mysql的rc聲明文件
apiVersion: v1
kind: ReplicationController     //類型聲明
metadata:
name: mysql           //rc名稱
spec:           //文件聲明
replicas: 1       //要求標簽是app:mysql的pod數目是1
selector:     //選擇器，查找標簽是app:mysql的pod
app: mysql
template:     //如果pod數目不達標，創建滿足以下條件的pod
metadata:
labels:
app: mysql
spec:
containers:

  • name: mysql
    image: 192.168.4.254:5000/mysql     //私有鏡像倉庫
    ports:
    • containerPort: 3306
      env:
    • name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
      value: "123456"

#根據yaml文件創建相關資源
[root@node11 tomcat_mysql]# kubectl create -f mysql-rc.yaml     //啟動一個名稱為mysql的rc容器
[root@node11 tomcat_mysql]# kubectl get rc      //獲取容器信息
NAME      DESIRED   CURRENT   READY     AGE
mysql     1         1         1         1h
[root@node11 tomcat_mysql]# kubectl get pod     //該pod容器組包含一個基礎架構容器和mysql容器
NAME          READY     STATUS    RESTARTS   AGE
mysql-v0pdr   1/1       Running   0          1h

#查看到pod后，查看其詳細消息
[root@node11 tomcat_mysql]# kubectl describe pod    mysql-v0pdr //查看pod信息
[root@node11 tomcat_mysql]# docker ps

#創建mysql服務
[root@node11 tomcat_mysql]# vim mysql-svc.yaml      //啟動mysql容器服務腳本
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: mysql
spec:
ports:

  • port: 3306
    selector:
    app: mysql
    [root@node11 tomcat_mysql]# kubectl create -f mysql-svc.yaml        //啟動mysql容器的mysql服務
    [root@node11 tomcat_mysql]# kubectl get services        //查看啟動的服務
    NAME         CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
    kubernetes   10.254.0.1       <none>        443/TCP    4h
    mysql        10.254.164.241   <none>        3306/TCP   7mmysql服務沒有EXTERNAL-IP，因為用戶不直接訪問mysql，而是訪問web服務

#創建web服務
[root@node11 tomcat_mysql]# vim myweb-rc.yaml       //啟動comcat容器腳本
kind: ReplicationController
metadata:
name: myweb
spec:
replicas: 5       //副本個數
selector:
app: myweb
template:
metadata:
labels:
app: myweb
spec:
containers:

  • name: myweb
    image: 192.168.4.254:5000/tomcat-app      //私有倉庫鏡像
    ports:
    • containerPort: 8080
      env:
    • name: MYSQL_SERVICE_HOST        //連接mysql容器
      value: 'mysql'
    • name: MYSQL_SERVICE_PORT
      value: '3306'
      [root@node11 tomcat_mysql]# kubectl create -f myweb-rc.yaml
      [root@node11 tomcat_mysql]# kubectl get rc
      NAME      DESIRED   CURRENT   READY     AGE
      mysql     1         1         1         2h
      myweb     5         5         5         35s
      [root@node11 tomcat_mysql]# kubectl get pods
      NAME          READY     STATUS    RESTARTS   AGE
      mysql-v0pdr   1/1       Running   0          2h
      myweb-jsb1k   1/1       Running   0          47s
      myweb-kl2gk   1/1       Running   0          47s
      myweb-l1qvq   1/1       Running   0          47s
      myweb-p0n7g   1/1       Running   0          47s
      myweb-sh7jl   1/1       Running   0          47s
      [root@node11 tomcat_mysql]# vim myweb-svc.yaml      //myweb服務腳本
      apiVersion: v1
      kind: Service
      metadata:
      name: myweb
      spec:
      type: NodePort
      ports:
      • port: 8080            //以下兩行表示訪問node的30001，將會映射到pod的8080
        nodePort: 30001
        selector:
        app: myweb
        [root@node11 tomcat_mysql]# kubectl create -f myweb-svc.yaml        //啟動myweb服務
        [root@node11 tomcat_mysql]# kubectl get service
        NAME         CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE
        kubernetes   10.254.0.1       <none>        443/TCP          4h
        mysql        10.254.164.241   <none>        3306/TCP         30m
        myweb        10.254.222.24    <nodes>       8080:30001/TCP   26s  
        [root@node11 tomcat_mysql]# docker ps |awk '{print $2}'
        ID
        192.168.4.254:5000/tomcat-app
        192.168.4.254:5000/tomcat-app
        192.168.4.254:5000/tomcat-app
        192.168.4.254:5000/tomcat-app
        192.168.4.254:5000/tomcat-app
        192.168.4.254:5000/pod-infrastructure       //myweb基礎架構容器
        192.168.4.254:5000/pod-infrastructure
        192.168.4.254:5000/pod-infrastructure
        192.168.4.254:5000/pod-infrastructure
        192.168.4.254:5000/pod-infrastructure
        192.168.4.254:5000/mysql
        192.168.4.254:5000/pod-infrastructure       //mysql基礎架構容器
        #myweb將啟動5個pod和10個容器，因為每個pod需要有一個基礎架構容器，還需要有一個工作容器，同理mysql也會啟動1個pod和一個容器

瀏覽器訪問http://192.168.4.11:30001/
刪除一個容器后，k8s會發現容器數目已經少于rc聲明，它會自動創建新的對應容器

[root@node11 tomcat_mysql]# docker rm -f c1bf3822f088
[root@node11 tomcat_mysql]# docker ps
1
2
如果想要動態調整pod數目，只是將rc改個數即可

[root@node11 tomcat_mysql]# kubectl scale --replicas=3 replicationcontroller myweb      //將myweb容器個數調整為3個
[root@node11 tomcat_mysql]# kubectl  get rc
NAME      DESIRED   CURRENT   READY     AGE
mysql     1         1         1         1h
myweb     3         3         3         36m
[root@node11 tomcat_mysql]# kubectl get pod
NAME          READY     STATUS    RESTARTS   AGE
mysql-hg9z0   1/1       Running   0          58m
myweb-3g6rz   1/1       Running   0          32m
myweb-90jts   1/1       Running   0          32m
myweb-rvrr1   1/1       Running   0          32m
[root@node11 tomcat_mysql]# docker ps -a |awk '{print $2}'      //docker個數也自動調整
ID
192.168.4.254:5000/tomcat-app
192.168.4.254:5000/tomcat-app
192.168.4.254:5000/tomcat-app
192.168.4.254:5000/pod-infrastructure
192.168.4.254:5000/pod-infrastructure
192.168.4.254:5000/pod-infrastructure
192.168.4.254:5000/mysql
192.168.4.254:5000/pod-infrastructure

刪除服務（pod也稱微服務）、rc

[root@node11 tomcat_mysql]# kubectl delete service mysql
service "mysql" deleted
[root@node11 tomcat_mysql]# kubectl delete service myweb
service "myweb" deleted
[root@node11 tomcat_mysql]# kubectl delete rc mysql
replicationcontroller "mysql" deleted
[root@node11 tomcat_mysql]# kubectl delete rc myweb
replicationcontroller "myweb" deleted
[root@node11 tomcat_mysql]# docker ps       //無容器運行

php-redis主從

#redis-master
[root@node11 php_redis]# ls
frontend-controller.yaml  redis-master-controller.yaml  redis-slave-controller.yaml
frontend-service.yaml     redis-master-service.yaml     redis-slave-service.yaml
[root@node11 php_redis]# vim redis-master-controller.yaml
piVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
name: redis-master
labels:
name: redis-master
spec:
replicas: 1
selector:
name: redis-master
template:
metadata:
labels:
name: redis-master
spec:
containers:

  • name: master
    image: 192.168.4.254:5000/redis-master
    ports:
    • containerPort: 6379
      [root@node11 php_redis]# kubectl create -f redis-master-controller.yaml
      [root@node11 php_redis]# vim redis-master-service.yaml
      apiVersion: v1
      kind: Service
      metadata:
      name: redis-master
      labels:
      name: redis-master
      spec:
      ports:
      • port: 6379
        targetPort: 6379
        selector:
        name: redis-master
        [root@node11 php_redis]# kubectl create -f redis-master-service.yaml

#redis-slave
[root@node11 php_redis]# vim redis-slave-controller.yaml
apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
name: redis-slave
labels:
name: redis-slave
spec:
replicas: 2
selector:
name: redis-slave
template:
metadata:
labels:
name: redis-slave
spec:
containers:

  • name: slave
    image: 192.168.4.254:5000/guestbook-redis-slave
    env:
    • name: GET_HOSTS_FORM
      value: env
      ports:
    • containerPort: 6379
      [root@node11 php_redis]# vim redis-slave-service.yaml
      apiVersion: v1
      kind: Service
      metadata:
      name: redis-slave
      labels:
      name: redis-slave
      spec:
      ports:
      • port: 6379
        selector:
        name: redis-slave
        [root@node11 php_redis]# kubectl create -f redis-slave-service.yaml
        [root@node11 php_redis]# kubectl get rc
        NAME           DESIRED   CURRENT   READY     AGE
        redis-master   1         1         1         9m
        redis-slave    2         2         2         1m
        [root@node11 php_redis]# kubectl get pod
        NAME                 READY     STATUS    RESTARTS   AGE
        redis-master-cn208   1/1       Running   0          9m
        redis-slave-dctvw    1/1       Running   0          1m
        redis-slave-gxtfs    1/1       Running   0          1m
        [root@node11 php_redis]# kubectl get service
        NAME           CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
        kubernetes     10.254.0.1       <none>        443/TCP    9h
        redis-master   10.254.174.239   <none>        6379/TCP   8m
        redis-slave    10.254.117.213   <none>        6379/TCP   42s

#frontend（前端）
[root@node11 php_redis]# vim frontend-controller.yaml
apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
name: frontend
labels:
name: frontend
spec:
replicas: 3
selector:
name: frontend
template:
metadata:
labels:
name: frontend
spec:
containers:

  • name: frontend
    image: 192.168.4.254:5000/guestbook-php-frontend
    env:
    • name: GET_HOSTS_FROM
      value: env
      ports:
      • containerPort: 80

      • [root@node11 php_redis]# kubectl create -f frontend-controller.yaml
        [root@node11 php_redis]# vim frontend-service.yaml
        apiVersion: v1
        kind: Service
        metadata:
        name: frontend
        labels:
        name: frontend
        spec:
        type: NodePort
        ports:

        • port: 80
          nodePort: 30001
          selector:
          name: frontend
          [root@node11 php_redis]# kubectl create -f frontend-service.yaml  
          [root@node11 php_redis]# kubectl get rc
          NAME           DESIRED   CURRENT   READY     AGE
          frontend       3         3         3         2m
          redis-master   1         1         1         14m
          redis-slave    2         2         2         6m
          [root@node11 php_redis]# kubectl get pod
          NAME                 READY     STATUS    RESTARTS   AGE
          frontend-3dqhv       1/1       Running   0          2m
          frontend-ct7qw       1/1       Running   0          2m
          frontend-tz3p4       1/1       Running   0          2m
          redis-master-cn208   1/1       Running   0          14m
          redis-slave-dctvw    1/1       Running   0          6m
          redis-slave-gxtfs    1/1       Running   0          6m
          [root@node11 php_redis]# kubectl get service
          NAME           CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
          frontend       10.254.210.184   <nodes>       80:30001/TCP   42s
          kubernetes     10.254.0.1       <none>        443/TCP        9h
          redis-master   10.254.174.239   <none>        6379/TCP       13m
          redis-slave    10.254.117.213   <none>        6379/TCP       5m

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