注意: 本学习笔记内容来源于黑马k8s视频,
视频链接如下:

黑马k8s视频

记录的目的是在工作中应用到相关知识能够迅速检索.

第一章 Kubernetes介绍

1.1 部署方式的演进

物理机部署

虚拟机部署(每个虚拟机单独的操作系统,浪费系统资源)

容器部署(共享操作系统)

优点:每个容器有自己的文件系统,cpu,内存,进程空间等

运行应用程序所需的资源被容器包装,并和底层基础架构解耦

容器化的应用可以跨云服务上,跨linux操作系统进行部署

容器编排问题:

1. 容器故障停机
2. 并发访问增加,容器横向扩展.减少,缩容

容器编排工具:Swarm(Docker自己的容器编排工具),Mesos(Apache),Kubernetes(Google开源)

1.2 kubernetes简介

kubernetes是全新的基于容器技术的分布式架构方案
kubernetes的本质是一组服务集群.在集群中的每个节点运行特定的容器,对节点中的容器进行管理.功能如下:

• 自我修复
• 弹性伸缩
• 负载均衡:服务启动多个容器,能够自动实现请求的负载均衡
• 服务发现:服务可以通过自动发现的形式找到它所依赖的服务
• 版本回退:新版本有问题,可以回退到原来版本
• 存储编排:可以根据容器自身的需求自动创建存储卷

1.3 Kubernetes组件

Kubernetes由master节点和node节点组成,每个节点安装不同的组件

master: 集群的控制平面,负责集群的决策(管理)

• ApiServer:资源操作的唯一入口,接受用户输入的命令,控制docker来创建更新销毁容器
• Scheduler: 负责集群资源调度,按照调度策略将pod调度到node节点
• ControllerManager: 负责维护集群状态,程序部署安排,故障检测,自动扩展,滚动更新
• Etcd: 负责存储集群中各种资源对象的信息

node: 集群的数据平面,负责为集群提供运行环境

• Kubelet: 负责维护容器的生命周期,通过控制docker,来创建,更新,销毁容器
• KubeProxy: 负责提供集群内部的服务发现和负载均衡
• Docker: 负责节点上容器的各种操作

1.4 Kubernetes概念

• Master:集群控制节点,至少需要1个master节点来进行集群的管控
• Node: 工作负载节点
• Pod: Kubernetes的最小控制单元. 容器运行在pod中,一个pod可以有1个或者多个容器
• Controller:控制器,通过它来实现对pod管理,启动pod,停止pod,伸缩pod数量等(控制器不止一种)
• Service: pod对外服务的统一入口
• Label:标签,用于对pod进行分类(狭义),同一类pod具有相同的标签
• NameSpace:命名空间,用于隔离pod的运行环境

第二章 集群环境搭建

2.1 环境规划

2.1.1 集群类型

kubernetes: 一主多从和多主多从

• 一主多从:
• 多主多从: 多master多node节点,搭建负责,安全性高

安装方式:

• minikube:快速搭建单节点kubernetes工具
• kubeadm:用于快速搭建kubernetes集群的工具
• 二进制包:下载组件二进制包,依次安装(学习推荐该方案)
• 一条命令离线安装高可用k8s集群 https://github.com/fanux/sealos

2.2 环境搭建

2.2.1 主机安装(略)

安装配置虚拟机(使用kubeadm安装k8s集群要求CentOS版本在7.5或者7.5之上)

2.2.2 环境初始化

2.2.2.1 主机名解析

/etc/hosts文件
DNS解析(推荐)

2.2.2.2 时间同步

kubernetes要求集群中节点时间精确一致,可以使用chronyd服务从网络同步时间

systemctl start chronyd 
systemctl enable chronyd

推荐: 配置时间同步服务器

2.2.2.3 禁用selinux

/etc/selinux/config 
SELINUX=disabled

2.2.2.4 禁用swap分区

2.2.2.5 修改Linux的内核参数

2.2.2.6 配置ipvs功能

kubernetes service两种代理模型,一种基于iptables,一种基于ipvs

# 安装ipset和ipvsadmin
yum install -y ipset ipvsadm
# 将需要添加的模块写入脚本文件

2.2.2.7 配置系统时区

# 设置系统时区为 中国/上海
timedatectl set-timezone Asia/Shanghai
# 将当前的 UTC 时间写入硬件时钟
timedatectl set-local-rtc 0
# 重启依赖于系统时间的服务
systemctl restart rsyslog
systemctl restart crond

2.3 安装docker

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2

yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

yum install -y docker-ce

## 创建 /etc/docker 目录
mkdir /etc/docker

cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
"log-driver": "json-file",
"log-opts": {
"max-size": "100m"
}
}
EOF
mkdir -p /etc/systemd/system/docker.service.d
# 重启docker服务
systemctl daemon-reload && systemctl restart docker && systemctl enable docker

2.4 安装Kubeadm

cat <<EOF > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgcheck=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
EOF

yum install -y kubelet kubeadm kubectl && systemctl enable kubelet

第三章 资源管理

3.1 资源管理介绍

在Kubernetes,所有的内容都被抽象为资源,用户需要通过资源来管理kubernetes

kubernetes的本质上就是一个集群系统，用户可以在集群中部署各种服务，所谓的部署服务，其实就是在kubernetes集群中运行一个个的容器，并将指定的程序跑在容器中。
学习k8s的核心,就是学习如何对集群上的Pod,Pod控制器,Service,存储等各种资源进行操作

3.2 yaml语法学习

YAML是一个类似 XML、JSON 的标记性语言。它强调以数据为中心，并不是以标识语言为重点。因而YAML本身的定义比较简单，号称"一种人性化的数据格式语言"。

YAML语法:

• 大小写敏感
• 使用缩进表示层级关系
• 缩进不允许使用tab,只能用空格(低版本限制)
• 缩进空格数不重要,相同层级对齐
• #表示注释
• 冒号后面需要添加空格
• 多段配置放在同一个yaml文件里,需要添加—

YAML支持数据类型:

• 纯量: 单个的,不可再分的值(字符串、布尔值、整数、浮点数、Null、时间、日期)
• 对象: 键值对的集合

# 形式一(推荐):
heima:
  age: 15
  address: Beijing
# 形式二(了解):
heima: {age: 15,address: Beijing}

• 数组: 一组按次序排列的值,又称为序列

# 数组
# 形式一(推荐):
address:
  - 顺义
  - 昌平  
# 形式二(了解):
address: [顺义,昌平]

Json和yaml文件对比转换网站

3.3 资源管理方式

• 命令式对象管理
  直接使用命令去操作kubernetes资源

kubectl run nginx-pod --image=nginx:1.17.1 --port=80

• 命令式对象配置
  通过命令配置和配置文件去操作kubernetes资源

kubectl create/patch -f nginx-pod.yaml 

• 声明式对象配置
  通过apply命令和配置文件去操作kubernetes资源

kubectl apply -f nginx-pod.yaml 

3.3.1 命令式对象管理

kubectl命令
kubectl是kubenetes集群的命令行工具,通过它能够对集群本身进行管理,并能够在集群上进行容器化的应用的安装部署.语法如下:

kubectl [command] [type] [name] [flags]

command: 指定要对资源进行的操作,例如create,get,delete
type: 指定资源类型,比如deployment,pod,service
name:指定资源的名称,大小写敏感
flags:指定额外的可选参数

# 查看所有Pod
kubectl get pod
# 查看某个pod
kubectl get pod {pod_name}
# 查看某个pod,以yaml格式展示结果
kubectl get pod {pod_name} -o yaml
# 查看k8s资源,信息
kubectl api-resources

k8s常用资源如下:

资源分类	资源名称	缩写
集群级别资源	nodes	no
命名空间	namespaces	ns
pod资源	pods	po
pod资源控制器	replicationcontrollers	rc
	replicasets	rs
	deployments	deploy
	daemonsets	ds
	jobs
	cronjobs	cj
服务发现资源	services	svc
	ingress	ing
存储资源	volumeattachments
配置资源	configmaps	cm
	secrets

操作
kubernetes允许对资源进行多种操作

kubectl --help

常用操作:

命令	作用
create	创建
edit	编辑
get	获取
patch	更新
delete	删除
run	运行
expose	暴露
describe	描述
logs	查看日志
cp	复制
apply	rc
label	标签
cluster-info	集群信息
version	版本

实例: 一个namespace/pod的创建和删除

# 创建一个namespace
kubectl create namespace dev
# 获取namespace
kubectl get ns
# 在此namespace下创建你并运行pod
kubectl run pod --image=nginx:latest -n dev
kubectl run --generator=deployment/apps.v1 is DEPRECATED and will be removed in a future version. Use kubectl run --generator=run-pod/v1 or kubectl create instead.
deployment.apps/pod created
# 查看新创建的pod
kubectl get pod -n dev
# 删除指定的pod
kubectl delete pod pod-864f9875b9-pcw7x
# 删除指定的namespace
kubectl delete ns dev

3.3.2 命令式对象配置

命令式对象配置就是使用命令配合配置文件一起操作kubernetes资源

1. 创建一个nginxpod.yaml,内容如下:

apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: dev

---

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginxpod
  namespace: dev
spec:
  containers:
  - name: nginx-containers
    image: nginx:latest

2. 执行create命令,创建资源:

kubectl create -f nginxpod.yaml
namespace/dev created
pod/nginxpod created

3. 执行get命令,查看资源:

[root@master ~]#  kubectl get -f nginxpod.yaml
NAME            STATUS   AGE
namespace/dev   Active   18s

NAME            READY   STATUS    RESTARTS   AGE
pod/nginxpod    1/1     Running   0          17s

4. 执行delete命令,删除资源

[root@master ~]# kubectl delete -f nginxpod.yaml
namespace "dev" deleted
pod "nginxpod" deleted

3.3.3 声明式对象配置

声明式对象配置只有一个命令apply

# 执行一次,创建资源, 相当于kubectl create
kubectl apply -f nginxpod.yaml
# 再次执行一次,资源没有变动,有变动会更新资源.相当于kubectl patch
 kubectl apply -f nginxpod.yaml

扩展: kubectl是否可以在node节点上运行

# kubectl运行需要配置,配置文件时$HOME/.kube
[root@beebird-kubeflow-test-30 ~]# find / -name .kube
/root/.kube
需要将master的.kube文件复制到node节点上,才可以执行

推荐用法
创建/更新资源: 使用声明式对象配置

kubectl apply -f ***.yaml

删除资源: 使用命令式对象配置

kubectl delete -f ***.yaml

查询资源: 使用命令式对象管理

kubectl get(describe) 资源名称