k8s基础

基础概念

• docker让我们可以轻松地运行一个容器，生产环境中我们一般需要在多个节点部署服务，这就需要使用容器编排技术让多个节点上的多个容器协调工作。
• 官方文档：https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/overview/components/

集群架构

• master，主节点，控制平台，一般不运行任务
• worker，工作节点

组件

• etcd，分布式键值系统
• api server，集群的统一入口，协调各组件，以HTTP API提供接口服务。所有对象资源的增删改查、监听操作都交给APIServer处理后再由Etcd存储
• scheduler，根据调度算法为新创建的Pod选择一个Node节点
• controller-manager，处理集群中常规后台任务，一个资源对应一个控制器，而ControllerManager就是负责管理这些控制器的
• cloud-controller-manager
• Kubelet，kubelet是Master在Node节点上的Agent，管理本机运行容器的生命周期，比如创建容器、Pod挂载数据卷等
• Kube-Proxy，在Node节点上实现Pod网络代理，维护网络规则和负载均衡工作
• Docker，运行容器

资源

• Pod

  • K8S调度、管理的最小单位，一个Pod可以包含一个或者多个容器。一个工作节点可以有多个pod。

• Label&Selector

  • 资源标识符与选择器

• Pause容器

  • 用于Pod内部网络通信

• Replication Controller

  • 副本控制器，RC与ReplicaSet、Deployment三者组成Replication Controller

• Deployment

  • 无状态工作负载

• StatefulSet

  • 有状态集群
  • 名称有序，增加时顺序，减少时逆序
  • 重建后名称不变，但是IP变化，推荐搭配Service的None使用

• Service

  • 提供统一的服务访问入口、服务代理、服务发现
  • 通过标签关联对应的pod，生命周期不与Pod绑定，不会因为Pod的重新创建而改变IP
  • 提供负载均衡功能
  • 种类
    • ClusterIP，集群内部可以访问（默认模式）
    • NodePort，节点可以访问
    • LoadBalancer，负载均衡模式，需要云服务商的负载均衡器才能使用
    • None：不分配IP，只使用名字访问

• NameSpace

  • 命名空间，资源的集合

• Volume

  • 存储卷，集群中的共享资源

• Endpoint

  • 逻辑概念，标识服务进程的访问点
  • Pod的IP+容器端口=Endpoint

• DaemonSet

  • 在每个节点上跑一个 Pod，可以用来做节点监控、节点日志收集等

• Job & CronJob

  • Job 用来表达的是一次性的任务，而 CronJob 会根据其时间规划反复运行

安装

minikube

实验版

云厂商版K8S

• master节点由云厂商运维，只需要部署worker节点

kubeadm

Ubuntu 20.04、Docker 20.10.12、K8S 1.17.3

安装软件源

curl -fsSL http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt/doc/apt-key.gpg | sudo apt-key add -

sudo add-apt-repository "deb http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt kubernetes-xenial main"

sudo apt-get update

安装组件

sudo apt-get install -y kubelet=1.17.3-00 kubeadm=1.17.3-00 kubectl=1.17.3-00

准备工作

• 关闭交换空间
• 安装docker
• 配置docker

  # /etc/docker/daemon.json
  {
    "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]
  }

引导

sudo systemctl start kubelet

sudo systemctl enable kubelet

kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 --kubernetes-version v1.17.3 --apiserver-advertise-address <NET_INTERFACE_IP>

用户权限配置

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

配置网络

这个必须配置，否则节点是NotReady状态

curl --insecure -sfL https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml | kubectl apply -f -

命令补全

echo 'source <(kubectl completion bash)' >> ~/.bashrc
echo 'source /usr/share/bash-completion/bash_completion' >> ~/.bashrc

实战

部署Java服务

• 打Jar包

sudo apt install maven

git clone https://github.com/libinkai/k8s-demo.git

mvn package

• 构建Docker镜像

docker build -t equator/k8s-demo .

• 推送镜像到远程仓库：https://cr.console.aliyun.com/cn-hangzhou/instance/dashboard

# 登录
docker login --username=$user_name registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com

docker tag [ImageId] registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/equator-demo/k8s-demo:[镜像版本号]

docker push registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/equator-demo/k8s-demo:[镜像版本号]

# 集群授权
kubectl create secret docker-registry [$Reg_Secret] --docker-server=[$Registry] --docker-username=[$Username] --docker-password=[$Password] --docker-email=[$Email]

单Pod部署

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: pod-demo
spec:
  containers:
    - name: java-demo
      image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/equator-demo/k8s-demo:1.0.0
      ports:
        - containerPort: 8080
  imagePullSecrets:
    - name: aliyun

// 部署
kubectl apply -f pod.yaml

// 查看
kubectl get pods

// 测试
curl http://10.244.1.8:8080/api/v1/test/ip

// 删除
kubectl delete pod/pod-demo

Deployment部署

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: deployment-demo
  labels:
    app: java-demo
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: java-demo
  template:
    metadata:
      labels:
        app: java-demo
    spec:
      containers:
        - name: java-demo
          image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/equator-demo/k8s-demo:1.0.0
          ports:
            - containerPort: 8080
      imagePullSecrets:
        - name: aliyun

常用命令

• 查看node、pod

kubectl get pods -o wide|json

• 查看详情

kubectl describe pod pod-name

• 查看log

kubectl logs pod-name -f

• 进入Pod容器终端，c参数进入指定容器

kubectl exec -it pod-name --bash [-c 容器名]

• 扩容缩容

kubectl scale deployment deployment-name -replicas=5

• 查看历史

kubectl rollout history deployment xxx 

• 映射端口

kubectl port-forward pod-name port:port

• 回滚

kubectl rollout undo deployment xxx [--to-revision=2]

• 删除部署

kubectl delete deployment xxx

• 全部资源

kubectl get all

kubectl delete all --all

• 重新部署

kubectl rollout restart deployment test-k8s

• 暂停与恢复，暂停后，对 deployment 的修改不会立刻生效，恢复后才应用设置

kubectl rollout pause deployment test-k8s

kubectl rollout resume deployment test-k8s

数据持久化

• K8S不会处理数据的存储，需要自行挂载存储，有如下几种
  • 本地磁盘
  • 云存储
  • NFS
• 存储的架构
  • Persistent Volume Claim (PVC)，对存储需求的一个申明，可以理解为一个申请单，系统根据这个申请单去找一个合适的 PV（使用者关心）
  • Persistent Volume (PV)，描述卷的具体信息，例如磁盘大小，访问模式（集群运维者关心）
  • Storage Class (SC)，将存储卷划分为不同的种类，例如：SSD，普通磁盘，本地磁盘，按需使用

相关文档

• https://k8s.easydoc.net/docs/dRiQjyTY/28366845/6GiNOzyZ/9EX8Cp45