1. KubeSphere简介

KubeSphere 是在 Kubernetes 之上构建的以应用为中心的多租户容器管理平台，支持部署和运行在任何基础设施之上，提供简单易用的操作界面以及向导式操作方式，在降低用户使用容器调度平台学习成本的同时，极大减轻开发、测试、运维的日常工作的复杂度，旨在解决 Kubernetes 本身存在的存储、网络、安全和易用性等痛点。帮助企业轻松应对敏捷开发、自动化运维、应用快速交付、微服务治理、多租户管理、监控日志告警、服务与网络管理、镜像仓库等业务场景。

我们刚开始学习使用k8s，一般使用的是docker+kubeadm部署k8s集群，然后再部署周边的各组件，例如harbor，gitlab，jenkins，监控与告警（grafana，prometheus）,日志（elk，efk），ingress，helm、主机资源管理等各种组件，并让这些组件进行协同工作。而通过Kubesphere，我们可以简化这些流程，Kubesphere把上述的大部分组件进行了整合，安装了Kubesphere就是安装并整合了这些组件。

简单来说，就是我们可以使用Kubesphere来管理k8s及其相关的组件，降低部署、学习成本，提供了一个完整的k8s集群方案。

下面介绍具体的安装流程，主要参考：https://kubesphere.io/docs/v2.1/zh-CN/release/release-v210/

2. 环境准备

主机环境

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主机	IP	配置	角色
master	192.168.66.121	4核12G 60G+100G(/data)	master, etcd
node1	192.168.66.122	4核12G 60G	worker
node2	192.168.66.123	4核12G 60G	worker

安装方式：
Kubesphere有两种安装方式

1. 在已经安装好的k8s集群环境中安装，安装文档
   这种方式安装Kubesphere，相当于把它当成了一个管理服务，侵入性低。k8s集群的管理，还可以按照以前的方式，对于已经成型的k8s集群来说，这种方式，是很好的选择。安装复杂度较高。
   生产中推荐这种方式。

2. 在没有配置docker、k8s的主机集群中安装。安装文档
   这种方式只适合还没有配置过任何环境的裸机集群，使用ansible安装，非常方便，省略了各种操作步骤。后期，增加节点比较方便。安装复杂度较低。
   如果是对k8s集群，没有太多定制化需求，生产环境也可以使用，维护成本低。

为了测试方便，我们选择第二种安装方式。

注意：如果机器硬件资源不足，里面的一些组件，可以先不安装，例如（devops，harbor，gitlab这些组件都非常耗内存资源）

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配置nfs

共享文件系统，为了测试方便，我们使用nfs
在192.168.66.121上配置nfs目录

yum -y install nfs-utils rpcbind
mkdir /data/nfs

vim /etc/exports
# 添加如下内容（一定要注意nfs的权限配置）
/data/nfs 192.168.66.0/24(rw,sync,no_root_squash,fsid=0)

systemctl restart nfs
showmount 192.168.66.121 # 查看并确认配置

3. 开始安装

安装过程使用root，或sudo用户，其它用户安装的，具体参考官方文档

3.1 下载安装包

使用网络安装方式，下载安装包至192.168.66.121

cd /data
curl -L https://kubesphere.io/download/stable/v2.1.0 > installer.tar.gz \
&& tar -zxf installer.tar.gz && cd kubesphere-all-v2.1.0/conf

3.2 修改主机配置文件hosts.ini

安装流程使用ansible进行文件传输与配置修改

cd /data/kubesphere-all-v2.1.0/conf

# 示例：
[all]
master ansible_connection=local  ip=192.168.0.1
node1  ansible_host=192.168.0.2  ip=192.168.0.2  ansible_ssh_pass=PASSWORD
node2  ansible_host=192.168.0.3  ip=192.168.0.3  ansible_ssh_pass=PASSWORD

[kube-master]
master

[kube-node]
node1
node2

[etcd]
master

[k8s-cluster:children]
kube-node
kube-master

3.3 修改组件配置文件common.yaml

需要注意的配置如下

1. docker镜像站

# 下面是默认配置
## Add other registry.
docker_registry_mirrors:
  - https://docker.mirrors.ustc.edu.cn
  - https://registry.docker-cn.com
  - https://mirror.aliyuncs.com

# 建议配置：
docker_registry_mirrors:
  - https://docker.mirrors.ustc.edu.cn
  - https://mirror.aliyuncs.com  # 最好是自己申请一个阿里云的docker镜像地址

https://registry.docker-cn.com这个地址很不稳定

2. pod与service网络

这两个网络一定不要跟你现有的，正在使用的网络网段有冲突

kube_service_addresses: 10.233.0.0/18
kube_pods_subnet: 10.233.64.0/18

3. 存储配置

本地存储关闭：

local_volume_enabled: false

使用nfs存储

nfs_client_enabled: true
nfs_client_is_default_class: true

# Hostname of the NFS server(ip or hostname)
nfs_server: 192.168.66.121

# Basepath of the mount point
nfs_path: /data/nfs
nfs_vers3_enabled: false
nfs_archiveOnDelete: false

4. 其他组件

其他组件，只开启部分

grafana_enabled: true

kibana_enabled: true

devops_enabled: false  # devops先不启用

openpitrix_enabled: true  # 应用商店开启
metrics_server_enabled: true 
servicemesh_enabled: true
notification_enabled: true 
alerting_enabled: true

# harbor和gitlab资源占用过多，暂不开启，可以在安装完成之后再开启
harbor_enabled: false
gitlab_enabled: false

3.4 开始安装

配置文件和各种环境准备妥当后，就可以开始安装了。
安装开始前，确认selinux和firewalld已经关闭了，可以在安装完成后再调整网络安全策略。
安装流程直接参考官方文档即可。

1. 执行安装脚本

进入安装目录，建议使用 root 用户执行 install.sh安装脚本：

cd /data/kubesphere-all-v2.1.0/scripts
./install.sh

2. Multi-node 模式开始部署

输入数字 2选择第二种 Multi-node 模式开始部署，安装程序会提示您的环境是否前提条件，若满足请输入 “yes” 开始安装。

################################################
         KubeSphere Installer Menu
################################################
*   1) All-in-one
*   2) Multi-node
*   3) Quit
################################################
https://kubesphere.io/               2018-10-14
################################################
Please input an option: 2

3. 验证 KubeSphere 集群部署是否成功

(1) 待安装脚本执行完后，当看到如下 "Successful"界面，则说明 KubeSphere 安装成功。

successsful!
#####################################################
###              Welcome to KubeSphere!           ###
#####################################################

Console: http://192.168.66.121:30880
Account: admin
Password: P@88w0rd

NOTE：Please modify the default password after login.
#####################################################

提示：如需要再次查看以上的界面信息，可在安装包目录下执行 cat kubesphere/kubesphere_running命令查看。

注意：登陆 Console 后请在 "集群状态" 查看服务组件的监控状态，待所有组件启动完成后即可开始使用，通常所有服务组件都将在 15 分钟内启动完成。

安装部署需要注意的问题：

1. 在192.168.66.121，这台master主机上，查看pod，deployment的状态，如果所有状态都正常，才说明可以登录浏览器了。否则，即使显示部署成功，还是无法正常访问。
2. nfs目录的配置一定要保证读写权限，否则有些有状态服务的pod，会一直卡死，无法进行下去。这个一定要注意。我刚开始部署的时候，没有注意到这个问题，卡了很长时间。各种报错信息，还是没查到根上。
3. 注意查看pod的景象拉取情况，这里就有一点要说明的，最好是在阿里云上有自己的镜像加速地址（如何申请请自行百度），https://registry.docker-cn.com这个地址非常不稳定，有拉取失败和超时的情况。
4. 如果部署失败，根据提示信息百度一下，可能是主机缺少某些安装包。或者是直接去项目地址，提issue，问开发。

安装部署完成后，浏览器输入地址是这样的：

3.5 部署完成后

部署完成后，就可以按照官方文档进行测试了。下面这些示例，跑一遍，基本就能熟悉Kubesphere的操作流程了。确实是易上手，功能很多。

4. 使用中的一些思考

4.1 docker配置需要注意的一些问题

1. 镜像源

镜像源配置，最好使用大厂的镜像源

2. 存储问题

在生产环境中，如果项目非常多，最好使用统一的基础镜像包，统一的开发环境包（java，php，go这些），避免docker images越来越多，越来越大。建议使用debian的基础镜像包+各种开发环境配置，来构建基础包。也可以用centos的。

docker存储路径尽量不使用默认路径，存储目录所在的磁盘，不要低于100g以下，避免程序越来越多，空间爆满。可以用docker system prune定期清理不用的镜像。

3. harbor

生产环境使用harbor来管理镜像仓库，记得定期清理。
harbor如果使用的ip地址或http地址，docker上要注意配置Insecure Registries参数，信任你的harbor地址。

4.2 k8s配置，使用，需要注意的一些问题

1. 每台主机可以调度的pod数

这个在Kubesphere的配置文件common.yaml中

kubelet_max_pods: 110

这个是可配置的，一般根据主机情况进行配置。

2. 资源预留

k8s的默认资源调度算法是有一定问题的，默认情况下 pod 能够使用节点全部可用容量。这是个问题，因为节点自己通常运行了不少驱动 OS 和 Kubernetes 的系统守护进程（system daemons）。除非为这些系统守护进程留出资源，否则它们将与 pod 争夺资源并导致节点资源短缺问题。
kubelet 公开了一个名为 Node Allocatable 的特性，有助于为系统守护进程预留计算资源。Kubernetes 推荐集群管理员按照每个节点上的工作负载密度配置 Node Allocatable。

我在刚开始部署的时候，配置了日志，devops等组件，后面想添加gitlab，harbor，调度了快半个小时，还没结束，而且node2主机基本卡死，导致节点NotReady。

后面查了一下问题：
在部署前，node1的pod数是大于node2的，所以当有新的资源调度请求时，会把所有新的pod全部调度到node2。（注意：gitlab、harbor调度时是所有pod在一台主机上）
但是node2上面pod数虽然不多，内存资源已经不足了。这个时候，pod还是往node2上调度，就会导致node2主机资源耗尽，全部卡死。

在生产环境中，这个会是一个非常严重的bug。想象一下，一台主机出现了NotReady，pod资源调度会到其他主机，这台主机上的pod也会迁移到其它主机，其他主机也出现了NotReady，不断重复这个过程，很可能会出现连锁反应，集群内的Nodes逐个的Not Ready了，导致集群雪崩。虽然概率很小，但是一定要进行预防。

配置参考：
https://cloud.tencent.com/developer/article/1097002
https://www.bladewan.com/2018/01/26/k8s_resource_resver/
http://docs.kubernetes.org.cn/723.html
https://www.cnblogs.com/xiaoyaojinzhazhadehangcheng/p/11605966.html

3. 证书与升级问题

证书的有效期是一年，一年之后需要更换证书，更新有效时间。解决方式简单粗暴一些吧，每年，或者每半年升级一次k8s和docker版本就可以必满。这种方式可以很好的解决版本漏洞问题。

4.3 KubeSphere使用中需要注意的一些问题

1. 节点资源预留

k8s节点的资源预留，KubeSphere默认是没有配置的，需要手动修改k8s的配置

2. 持久化存储问题

KubeSphere安装配置前需要制定一种共享存储，可以使用nfs,Ceph,GlusterFS,QingCloud 云平台块存储,QingStor NeonSAN，根据实际情况进行配置即可。
如果后面需要添加存储，感觉添加配置的界面，对添加nfs不是太完善，可能是我有些小白了，感觉没那么方便。

如果pod不想用已经配置好的StorageClasses，想要使用其它共享存储，可以在配置服务的时候，最后用编辑模式，编辑你想要使用的共享存储配置。

3. 有状态服务

在KubeSphere组件中，有一部分是有状态服务，使用的存储是我们刚开始配置的StorageClasses（我们演示用的是共享存储nfs）。

生产环境如果要使用，初期建议，有状态服务（比如数据库，日志系统，消息队列），有计划的迁移到k8s，而不是直接all in k8s。前期，应用程序先上k8s，优势更明显一些。

4. 其它组件

KubeSphere有一些组件，我们不需要在安装前就配置。安装完成后，我们可以再启用。比如devops（基于jenkins），gitlab，harbor，这些组件，如果已经有现成的了，就不需要配置上了。如果有需要，修改配置即可开启

kubectl edit cm -n kubesphere-system ks-installer

应用商店功能在初期可上可不上

5. 添加worker节点

参考：https://kubesphere.io/docs/v2.1/zh-CN/installation/add-nodes/

6. master、etcd节点高可用问题

参考：https://kubesphere.io/docs/v2.0/zh-CN/installation/master-ha/
v2.1版本这个文档找不到了。

如果要配置多个master、etcd节点，修改安装配置文件hosts.ini，把你要添加的主机加到相关主机组下面

修改配置文件common.yaml，如下

记得把loadbalancer的配置段打开。
ip地址这个可以用KubeSphere官方推荐的配置方式。当然，测试环境，也可以随便配一个。

配置完成后重新执行安装程序

cd /data/kubesphere-all-v2.1.0/scripts
./install.sh

执行完之后，新的master、etcd节点就加进去了。

7. etcd数据备份问题

在etcd主机上，看一下crontab任务，你会发现，KubeSphere已经帮你考虑到这个问题了。

每30分钟备份一次。

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写在最后

docker，k8s，Kubesphere，功能都很多，组件很多，你想要用它们实现什么功能呢？
这是一个需要在部署前，部署后都需要考虑的问题

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我们需要通过k8s解决什么问题？

1. 服务高可用
2. 弹性伸缩
3. 应用发布
4. 环境一致性
5. 权限、系统安全性，开发不再登录主机

上面的只是基础功能。。。。。。。。。。