k8s容器编排

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这是一个创建于的文章，其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。

第一次，站长亲自招 Gopher 了>>>

1.k8s集群的安装(kubeadm安装)

1.1 k8s的架构

从系统架构来看，k8s分为2个节点

Master 控制节点指挥官
Node 工作节点干活的

1.Master节点组成

API Server ：提供k8s API接口
主要处理Rest操作以及更新Etcd中的对象
是所有资源增删改查的唯一入口。

Scheduler：资源调度器
根据etcd里的节点资源状态决定将Pod绑定到哪个Node上

Controller Manager
负责保障pod的健康存在
资源对象的自动化控制中心，Kubernetes集群有很多控制器。

Etcd
这个是Kubernetes集群的数据库
所有持久化的状态信息存储在Etcd中

2.Node节点的组成

Docker Engine
负责节点容器的管理工作，最终创建出来的是一个Docker容器。

kubelet
安装在Node上的代理服务，用来管理Pods以及容器/镜像/Volume等，实现对集群对节点的管理。

kube-proxy
安装在Node上的网络代理服务，提供网络代理以及负载均衡，实现与Service通讯。

除了核心组件，还有一些推荐的Add-ons：

组件名称	说明
kube-dns	负责为整个集群提供DNS服务
Ingress Controller	为服务提供外网入口
Heapster	提供资源监控
Dashboard	提供GUI
Federation	提供跨可用区的集群
Fluentd-elasticsearch	提供集群日志采集、存储与查询

1.2实验环境准备

1.初始化操作：
干净环境
配置主机名
配置host解析
关闭防火墙
关闭SELinux
配置时间同步
更新好阿里源
确保网络通畅
关闭SWAP分区
2.配置信息：
主机名 IP地址推荐配置
node1 10.0.0.11 1C4G40G
node2 10.0.0.12 1C4G40G
node3 10.0.0.13 1C4G40G
所有节点需要做hosts解析

[root@node1 ~]# vim /etc/hosts
127.0.0.1   localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4
::1         localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6
10.0.0.11 node1
10.0.0.12 node2
10.0.0.13 node3

1.3 安装指定版本的docker

1.配置阿里源

cd /etc/yum.repos.d/
wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

2.下载指定版本的docker

yum -y install docker-ce-18.09.9-3.el7 docker-ce-cli-18.09.9-3.el7

3.配置docker镜像加速

mkdir /etc/docker
cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
    {
      "registry-mirrors": ["https://ig2l319y.mirror.aliyuncs.com"],
      "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]
    }
EOF

4.启动

systemctl enable docker && systemctl start docker

5.检查版本

docker -v

1.4部署kubeadm和kubelet

注意：所有节点都需要安装
1.设置k8s国内yum仓库

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=1
repo_gpgcheck=1
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
EOF

2.安装kubeadm

yum install -y kubelet-1.16.2 kubeadm-1.16.2 kubectl-1.16.2 ipvsadm

3.设置k8s禁止使用swap

cat > /etc/sysconfig/kubelet<<EOF
KUBELET_CGROUP_ARGS="--cgroup-driver=systemd"
KUBELET_EXTRA_ARGS="--fail-swap-on=false"
EOF

4.设置内核参数

cat >  /etc/sysctl.d/k8s.conf <<EOF
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.ipv4.ip_forward = 1
EOF
#加载生效
sysctl --system

5.设置kubelet开机启动

systemctl enable kubelet && systemctl start kubelet

6.加载IPVS模块

cat >/etc/sysconfig/modules/ipvs.modules<<EOF
#!/bin/bash
modprobe -- ip_vs
modprobe -- ip_vs_rr
modprobe -- ip_vs_wrr
modprobe -- ip_vs_sh
modprobe -- nf_conntrack_ipv4
EOF
#添加可执行权限
chmod +x /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules
#加载模块
source /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules
#检测结果
[root@node1 ~]# lsmod | grep -e ip_vs -e nf_conntrack_ipv
ip_vs_sh               12688  0 
ip_vs_wrr              12697  0 
ip_vs_rr               12600  0 
ip_vs                 145497  6 ip_vs_rr,ip_vs_sh,ip_vs_wrr
nf_conntrack_ipv4      15053  2 
nf_defrag_ipv4         12729  1 nf_conntrack_ipv4
nf_conntrack          133095  7 ip_vs,nf_nat,nf_nat_ipv4,xt_conntrack,nf_nat_masquerade_ipv4,nf_conntrack_netlink,nf_conntrack_ipv4
libcrc32c              12644  4 xfs,ip_vs,nf_nat,nf_conntrack

1.5初始化集群部署Master

注意！只在master节点运行!!!
https://v1-16.docs.kubernetes.io/zh/docs/reference/setup-tools/kubeadm/kubeadm-init/
0.安装规划
节点规划
node1 master节点 API Server controlle scheduler kube-proxy etcd
node2
node3

IP规划
POD IP. 10.2.0.0
Cluster IP. 10.1.0.0
Node IP. 10.0.0.0

1.初始化命令

kubeadm init \
--apiserver-advertise-address=10.0.0.11 \
--image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
--kubernetes-version v1.16.2 \
--service-cidr=10.1.0.0/16 \
--pod-network-cidr=10.2.0.0/16 \
--service-dns-domain=cluster.local \
--ignore-preflight-errors=Swap \
--ignore-preflight-errors=NumCPU

执行完成后会有输出，这是node节点加入k8s集群的命令

kubeadm join 10.0.0.11:6443 --token 24yya0.hwl78tnxu6sc4c3z
--discovery-token-ca-cert-hash sha256:3a31131cf8752bdebe67e1539ad7a625b94e5017b37c0ae8d7f877799b962627

===============================================

2.为kubectl准备kubeconfig

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

3.获取node节点信息

[root@node1 ~]# kubectl get nodes
NAME    STATUS     ROLES    AGE   VERSION
node1   NotReady   master   15m   v1.16.

4.支持命令补全

yum install bash-completion -y
source /usr/share/bash-completion/bash_completion
source <(kubectl completion bash)
kubectl completion bash >/etc/bash_completion.d/kubectl

5.设置kube-proxy使用ipvs模式

执行命令，然后将mode: ""修改为mode: "ipvs"然后保存退出

kubectl edit cm kube-proxy -n kube-system

重启kube-proxy（删除kube-proxy,重新创建，类似修改重载服务）

kubectl get pod -n kube-system |grep kube-proxy |awk '{system("kubectl delete pod "$1" -n kube-system")}'

查看pod信息

kubectl get -n kube-system pod|grep "kube-proxy"

检查日志，如果出现IPVS rr就表示成功

[root@node1 ~]# kubectl -n kube-system logs -f kube-proxy-vzg52
I0305 14:55:27.188416       1 node.go:135] Successfully retrieved node IP: 10.0.0.11
I0305 14:55:27.188451       1 server_others.go:176] Using ipvs Proxier.
W0305 14:55:27.188647       1 proxier.go:420] IPVS scheduler not specified, use rr by default

检查IPVS规则

[root@node1 ~]# ipvsadm -Ln
IP Virtual Server version 1.2.1 (size=4096)
Prot LocalAddress:Port Scheduler Flags
  -> RemoteAddress:Port           Forward Weight ActiveConn InActConn
TCP  10.1.0.1:443 rr
  -> 10.0.0.11:6443               Masq    1      0          0         
TCP  10.1.0.10:53 rr
TCP  10.1.0.10:9153 rr
UDP  10.1.0.10:53 rr

1.6 部署网络插件

注意！只在master节点上安装部署！！！

1.部署Flannel网络插件

git clone --depth 1 https://github.com/coreos/flannel.git

2.修改资源配置清单

cd flannel/Documentation/
vim kube-flannel.yml
egrep -n "10.2.0.0|mirror|eth0" kube-flannel.yml
128:      "Network": "10.2.0.0/16",
172:        image: quay-mirror.qiniu.com/coreos/flannel:v0.11.0-amd64
186:        image: quay-mirror.qiniu.com/coreos/flannel:v0.11.0-amd64
192:        - --iface=eth0

3.应用资源配置清单

kubectl create -f kube-flannel.yml
[root@node1 ~/flannel/Documentation]# kubectl create -f kube-flannel.yml
podsecuritypolicy.policy/psp.flannel.unprivileged created
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/flannel created
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/flannel created
serviceaccount/flannel created
configmap/kube-flannel-cfg created
daemonset.apps/kube-flannel-ds-amd64 created
daemonset.apps/kube-flannel-ds-arm64 created
daemonset.apps/kube-flannel-ds-arm created
daemonset.apps/kube-flannel-ds-ppc64le created

4.检查pod运行状态，等一会应该全是running

[root@node1 ~/flannel/Documentation]# kubectl -n kube-system get pod
NAME                            READY   STATUS    RESTARTS   AGE
coredns-58cc8c89f4-bd6gz        0/1     Running   0          48m
coredns-58cc8c89f4-jbgss        1/1     Running   0          48m
etcd-node1                      1/1     Running   0          47m
kube-apiserver-node1            1/1     Running   0          47m
kube-controller-manager-node1   1/1     Running   0          47m
kube-flannel-ds-amd64-ct5tn     1/1     Running   0          34s
kube-proxy-vzg52                1/1     Running   0          15m
kube-scheduler-node1            1/1     Running   0          47m

1.7部署Node节点

1.在master节点上输出增加节点的命令

kubeadm token create --print-join-command

2.在node2和node3节点执行加入集群的命令每个人的token不一样

kubeadm join 10.0.0.11:6443 --token 24yya0.hwl78tnxu6sc4c3z
--discovery-token-ca-cert-hash sha256:3a31131cf8752bdebe67e1539ad7a625b94e5017b37c0ae8d7f877799b962627
===============================================
3.在node1节点上查看状态

[root@node1 ~]# kubectl get nodes
NAME    STATUS     ROLES    AGE   VERSION
node1   Ready      master   53m   v1.16.2
node2   NotReady   <none>   47s   v1.16.2
node3   Ready      <none>   42s   v1.16.2

4.给节点打标签
主节点操作：

[root@node1 ~]# kubectl label nodes node2 node-role.kubernetes.io/node=
node/node2 labeled
[root@node1 ~]# kubectl label nodes node3 node-role.kubernetes.io/node=
node/node3 labeled

5.再次查看节点状态

[root@node1 ~]# kubectl get nodes
NAME    STATUS     ROLES    AGE     VERSION
node1   Ready      master   55m     v1.16.2
node2   NotReady   node     2m42s   v1.16.2
node3   Ready      node     2m37s   v1.16.2

至此k8s集群搭建完成，这种黑盒安装不利于了解其组成架构，不利于学习，学习还是使用yum一步步安装。

1.8配置master为镜像仓库

安装docker

1.配置阿里源

cd /etc/yum.repos.d/
wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

2.下载指定版本的docker

yum -y install docker-ce-18.09.9-3.el7 docker-ce-cli-18.09.9-3.el7

3.配置docker镜像加速

mkdir /etc/docker
cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
    {
      "registry-mirrors": ["https://ig2l319y.mirror.aliyuncs.com"],
      "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]
    }
EOF

4.启动

systemctl enable docker && systemctl start docker

5.检查版本

docker -v

安装harbor

1.下载harbor

wget https://github.com/goharbor/harbor/releases/download/v1.9.3/harbor-offline-installer-v1.9.3.tgz

2.在node1上安装harbor

cd /opt/
tar zxf harbor-offline-installer-v1.9.0-rc1.tgz
cd harbor/

3.编辑harbor配置文件

vim harbor.yml
...
hostname: 10.0.0.11
harbor_admin_password: 123456
data_volume: /data/harbor
...

4.执行安装

yum install docker-compose -y
./install.sh

5.浏览器访问

http://10.0.0.14
admin
123456

6.建立镜像仓库
这里有2种访问级别：
公开：任何人都可以直接访问并下载镜像
私有：登陆授权后才允许下载镜像

.使用harbor作为k8s私有仓库

1.创建镜像仓库

2.所有节点都配置docker信任harbor仓库并重启docker

cat >/etc/docker/daemon.json <<EOF
    {
      "registry-mirrors": ["https://ig2l319y.mirror.aliyuncs.com"],
      "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
      "insecure-registries" : ["http://10.0.0.11:8888"]
    }
EOF
systemctl restart docker

3.为镜像打标签

[root@node2 ~]# docker tag d5cea958d330 10.0.0.14/k8s/mysql:5.7
[root@node2 ~]# docker tag a29e200a18e9 10.0.0.14/k8s/tomcat-app:v1

4.登录harbor并推送镜像到harbor

[root@node2 ~]# docker login 10.0.0.14
Username: admin
Password: 
WARNING! Your password will be stored unencrypted in /root/.docker/config.json.
Configure a credential helper to remove this warning. See
https://docs.docker.com/engine/reference/commandline/login/#credentials-store

Login Succeeded
[root@node2 ~]# docker push 10.0.0.14/k8s/tomcat-app:v1
The push refers to repository [10.0.0.14/k8s/tomcat-app]
fe9a890c4f24: Pushed 
5f70bf18a086: Pushed 
a072f755a133: Pushed 
6d0267f8a9fd: Pushed 
7bb92eb08c02: Pushed 
d8ba5f179687: Pushed 
2275023dea33: Pushed 
d490458a60cb: Pushed 
bb3e02b5a488: Pushed 
3b7a0c95e085: Pushed 
02adacdfda2f: Pushed 
d2c5e3a8d3d3: Pushed 
4dcab49015d4: Pushed 
v1: digest: sha256:565bb4e52ac67b4d37feed9ea4626b786f23e0871451587c7187683532a6188f size: 5719
[root@node2 ~]# docker push 10.0.0.14/k8s/mysql:5.7
The push refers to repository [10.0.0.14/k8s/mysql]
ef78375f166a: Pushed 
549184ef4a0e: Pushed 
3be346044c35: Pushed 
c7c9b9502281: Pushed 
80c697004ac9: Pushed 
f24603cb3885: Pushed 
cee57cdf5101: Pushed 
1a527f11e03e: Pushed 
4dac9b6b28ce: Pushed 
605f8f2fe1e5: Pushed 
e0db3ba0aaea: Pushed 
5.7: digest: sha256:1be1f2cbd2c18563b167ffda45f67c5b0afb1bfe6a77cbc506306836fb1317b5 size: 2622

5.查看docker登陆的密码文件

[root@node1 ~]# cat /root/.docker/config.json
{
    "auths": {
        "10.0.0.14": {
            "auth": "YWRtaW46SGFyYm9yMTIzNDU="
        }
    },
    "HttpHeaders": {
        "User-Agent": "Docker-Client/18.09.7 (linux)"
    }
}

6.将docker密码文件解码成base64编码

[root@node1 ~/demo]# cat /root/.docker/config.json|base64
ewoJImF1dGhzIjogewoJCSIxMC4wLjAuMTQiOiB7CgkJCSJhdXRoIjogIllXUnRhVzQ2U0dGeVlt
OXlNVEl6TkRVPSIKCQl9Cgl9LAoJIkh0dHBIZWFkZXJzIjogewoJCSJVc2VyLUFnZW50IjogIkRv
Y2tlci1DbGllbnQvMTguMDkuNyAobGludXgpIgoJfQp9

7.创建并应用docker登陆的Secret资源
注意！！！
1.dockerconfigjson: xxx直接写base64的编码，不需要换行
2.base64编码是一整行，不是好几行
3.最后的type字段不能少

[root@node1 ~]# vim harbor-secret.yaml
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: harbor-secret
data:
 .dockerconfigjson: ewoJImF1dGhzIjogewoJCSIxMC4wLjAuMTQiOiB7CgkJCSJhdXRoIjogIllXUnRhVzQ2U0dGeVlt
OXlNVEl6TkRVPSIKCQl9Cgl9LAoJIkh0dHBIZWFkZXJzIjogewoJCSJVc2VyLUFnZW50IjogIkRv
Y2tlci1DbGllbnQvMTguMDkuNyAobGludXgpIgoJfQp9
type: kubernetes.io/dockerconfigjson

8.应用资源配置清单并查看

[root@node1 ~]# kubectl create -f harbor-secret.yaml
secret/harbor-secret created
[root@node1 ~]# kubectl get secrets 
NAME                  TYPE                                  DATA   AGE
default-token-vz4d9   kubernetes.io/service-account-token   3      30h
harbor-secret         kubernetes.io/dockerconfigjson        1      14s

2:什么是k8s,k8s有什么功能?

k8s是一个docker集群的管理工具

2.1 k8s的核心功能

自愈: 重新启动失败的容器，在节点不可用时，替换和重新调度节点上的容器，对用户定义的健康检查不响应的容器会被中止，并且在容器准备好服务之前不会把其向客户端广播。

弹性伸缩: 通过监控容器的cpu的负载值,如果这个平均高于80%,增加容器的数量,如果这个平均低于10%,减少容器的数量

服务的自动发现和负载均衡: 不需要修改您的应用程序来使用不熟悉的服务发现机制，Kubernetes 为容器提供了自己的 IP 地址和一组容器的单个 DNS 名称，并可以在它们之间进行负载均衡。

滚动升级和一键回滚: Kubernetes 逐渐部署对应用程序或其配置的更改，同时监视应用程序运行状况，以确保它不会同时终止所有实例。如果出现问题，Kubernetes会为您恢复更改，利用日益增长的部署解决方案的生态系统。

2.2 k8s的历史

2014年 docker容器编排工具，立项

2015年7月发布kubernetes 1.0, 加入cncf基金会

2016年，kubernetes干掉两个对手，docker swarm，mesos 1.2版

2017年 1.5

2018年 k8s 从cncf基金会毕业项目

2019年： 1.13, 1.14 ，1.15

cncf cloud native compute foundation

kubernetes （k8s）: 希腊语舵手，领航容器编排领域，

谷歌15年容器使用经验，borg容器管理平台，使用golang重构borg，kubernetes

2.3 k8s的安装

yum安装 1.5 最容易安装成功，最适合学习的

源码编译安装---难度最大可以安装最新版

二进制安装---步骤繁琐可以安装最新版 shell,ansible,saltstack

kubeadm 安装最容易, 网络可以安装最新版

minikube 适合开发人员体验k8s, 网络

2.4 k8s的应用场景

k8s最适合跑微服务项目!

3:k8s常用的资源

3.1 创建pod资源

pod是最小资源单位.

有疑问加站长微信联系（非本文作者）

本文来自：简书

感谢作者：唯爱熊

查看原文：k8s容器编排

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k8s容器编排

1.k8s集群的安装(kubeadm安装)

1.1 k8s的架构

从系统架构来看，k8s分为2个节点

1.Master节点组成

2.Node节点的组成

1.2实验环境准备

1.3 安装指定版本的docker

1.4部署kubeadm和kubelet

1.5初始化集群部署Master

执行完成后会有输出，这是node节点加入k8s集群的命令

执行命令，然后将mode: ""修改为mode: "ipvs"然后保存退出

重启kube-proxy（删除kube-proxy,重新创建，类似修改重载服务）

查看pod信息

检查日志，如果出现IPVS rr就表示成功

检查IPVS规则

1.6 部署网络插件

1.7部署Node节点

2.在node2和node3节点执行加入集群的命令 每个人的token不一样

1.8配置master为镜像仓库

安装docker

安装harbor

.使用harbor作为k8s私有仓库

2:什么是k8s,k8s有什么功能?

2.1 k8s的核心功能

2.2 k8s的历史

2.3 k8s的安装

2.4 k8s的应用场景

3:k8s常用的资源

3.1 创建pod资源

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1.k8s集群的安装(kubeadm安装)

1.1 k8s的架构

从系统架构来看，k8s分为2个节点

1.Master节点组成

2.Node节点的组成

1.2实验环境准备

1.3 安装指定版本的docker

1.4部署kubeadm和kubelet

1.5初始化集群部署Master

执行完成后会有输出，这是node节点加入k8s集群的命令

执行命令，然后将mode: ""修改为mode: "ipvs"然后保存退出

重启kube-proxy（删除kube-proxy,重新创建，类似修改重载服务）

查看pod信息

检查日志，如果出现IPVS rr就表示成功

检查IPVS规则

1.6 部署网络插件

1.7部署Node节点

2.在node2和node3节点执行加入集群的命令 每个人的token不一样

1.8配置master为镜像仓库

安装docker

安装harbor

.使用harbor作为k8s私有仓库

2:什么是k8s,k8s有什么功能?

2.1 k8s的核心功能

2.2 k8s的历史

2.3 k8s的安装

2.4 k8s的应用场景

3:k8s常用的资源

3.1 创建pod资源

2.在node2和node3节点执行加入集群的命令每个人的token不一样

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2.在node2和node3节点执行加入集群的命令每个人的token不一样