k8s-第一天

k8s介绍与安装（超详细）

敬申火

598人浏览 · 2022-09-16 17:39:29

敬申火 · 2022-09-16 17:39:29 发布

k8s

k8s是一个可移植容器的编排管理工具

之前学习过compose容器编排工具，compose 在启动容器使用yaml文件

Kubernetes，也被称为K8s，是一个用于自动化部署、扩展和管理容器化应用程序的开源系统。

k8s有Google等公司的支持，10多年的生产使用经验，稳定性和扩展性等方面有保障。

kubernetes与 compose的区别

compose属于docker公司，kubernetes是CNCF（Google等）
compose只能在一台宿主机上编排容器，而k8s可以在很多台机器上编排容器
Docker Compose是一个基于Docker的单主机容器编排工具.而k8s是一个跨主机的集群部署工具

二、K8s的架构 https://kubernetes.io/zh-cn/docs/tutorials/kubernetes-basics/（官方文档）

2.1 k8s的组件

maser 控制平面组件（control plane components）
- 控制平面组件会为集群做出全局决策，比如资源的调度，以及检测和响应集群事件。例如当不满足部署的replicas字段是，要启动新的pod
- kube-apiserver
  - API 服务器是 Kubernetes 控制平面的前端
- etcd 数据库
  - 兼具一致性和高可用性的键值数据库，可以作为保存 kubernetes 所有集群数据的后台数据库。
- kube-scheduler 调度器
  - 调度那些 pod 在那些节点node 上创建运行
- controller-manager 运行控制器进程的控制平面组件
  - 从逻辑上讲，每个控制器都是一个单独的进程，但是为了降低复杂度，他们都被编译到同一个可执行文件，并在一个进程中运行
Node 组件
- 节点组件会在每个节点上运行，负责维护运行的 Pod 并提供 Kubernetes 运行环境
- kubelet
  - 在集群中每个节点 Node 上运行。保证容器（containers）都运行在Pod中
- kube-proxy
  - 是集群中每个节点Node 所上运行的网络代理，实现kubernetes 服务

2.2 容器和pod是什么关系

1. 一个pod里可以多个容器
2. pod是在kubernetes 中创建和管理，最小的，可部署的计算单元

2.3 pod的启动流程

2.4 k8s里有哪些控制器 controller-manager

从逻辑上讲，每个控制器都是一个单独的进程，但是为了降低复杂度，他们都被编译到同一个可执行文件，并在一个进程中运行

节点控制器（Node controller）
- 负责在节点出现故障时进行通知和响应
任务控制器（job controller）
- 监测代表一次性任务的job对象，然后创建Pods来运行这些任务直至完成
端点控制器（endpoints controller）
- 填充端点（endpoints）对象（即加入service 与 pod）
服务账户和令牌控制器（service account & token controllers）
- 为新的命名空间创建默认账户和API访问令牌

部署kubernetes

实验环境（4台虚拟机）

1台master，3台node ，安装好docker

在这里插入图片描述

一个kubernetes 集群包含两种类型的资源：

master 调度整个集群 —> 运行执行管理功能的pod
nodes 负责运行应用 ----> 运行业务pod的地方

采用kubeadm方式安装

名称	ip
master	192.168.222.148
node1	192.168.222.152
node2	192.168.222.153
node3	192.168.222.151

1. 先安装docker，启动docker，并且设置开机启动

2. 配置docker使用systemd作为默认Cgroups驱动

每台服务器上都要操作，master和node上都要操作

cat <<EOF > /etc/docker/daemon.json
 {
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]
 }
EOF

重启docker
systemctl restart docker

3. 关闭 swap 分区

		因为k8s不想使用swap分区来存储数据，使用swap会降低性能
	每台服务器都需要操作
		swapoff  -a 临时关闭
		swapon  开启
		
	vim /etc/fstab  ---》 永久关闭

5.在hosts文件中添加

cat >> /etc/hosts << EOF
192.168.222.148 master
192.168.222.152 node1
192.168.222.153 node2
192.168.222.151 node3
EOF

6. 安装kubeadm,kubelet 和kubectl

每台服务器都需要

kubeadm：用来初始化集群的指令。
kubelet：在集群中的每个节点上用来启动 Pod 和容器等。
kubectl：用来与集群通信的命令行工具。

添加kubernetes yum软件源

cat <<EOF | sudo tee /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgcheck=0
repo_gpgcheck=0
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
EOF

# 将 SELinux 设置为 permissive 模式（相当于将其禁用）
sudo setenforce 0
sudo sed -i 's/^SELINUX=enforcing$/SELINUX=permissive/' /etc/selinux/config

安装kubeadm kubelet kubectl
[root@master docker]# yum install -y  kubelet-1.23.5-0.x86_64  kubeadm-1.23.5-0.x86_64 kubectl-1.23.5-0.x86_64

sudo yum install -y kubelet kubeadm kubectl 

设置开机自启，因为kubelet 是 K8s在node节点上的代理，必须开机要运行的
sudo systemctl enable  kubelet

kubeadm config images list

7. 在master主机执行如下操作

部署kubernetes master
	提前准备coredns:1.8.4的镜像，后面需要使用，需要在每台机器上 下载镜像
	docker pull coredns/coredns:1.8.4
	docker tag coredns/coredns:1.8.4 registry.aliyuncs.com/google_containers/coredns:v1.8.4
	
	
初始化操作
	kubeadm init \
	--apiserver-advertise-address=192.168.222.148 \
	--image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
	--service-cidr=10.1.0.0/16 \
	--pod-network-cidr=10.244.0.0/16
	
	# 192.168.222.148 是master的ip
	
	
	
	kubeadm init --kubernetes-version=v1.23.5 --apiserver-advertise-address=192.168.222.148 --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers  --service-cidr=10.1.0.0/16 --pod-network-cidr=10.244.0.0/16

解决出错问题https://cloud.tencent.com/developer/article/2039072

故障

报错：[kubelet-check] The HTTP call equal to ‘curl -sSL http://localhost:10248/healthz’ failed with error: Get “http://localhost:10248/healthz”: dial tcp [::1]:10248: connect: connection refused.

问题分析：

之前我的Docker是用yum安装的，docker的cgroup驱动程序默认设置为system。默认情况下Kubernetes cgroup为systemd，我们需要更改Docker cgroup驱动，

解决方法

添加以下内容

vim /etc/docker/daemon.json

{
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]
}

复制

# 重启docker
systemctl restart docker

复制

# 重新初始化
kubeadm reset # 先重置

kubeadm init \
--apiserver-advertise-address=192.168.42.122  \
--image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
--kubernetes-version v1.22.2 \
--service-cidr=10.96.0.0/12 \
--pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
--ignore-preflight-errors=all

9. 接下来执行

要使非 root 用户可以运行 kubectl，请运行以下命令，它们也是 kubeadm init 输出的一部分：

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

或者，如果你是 root 用户，则可以运行：

export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf

10. node 加入节点

所有的node都需要关闭swap分区，swapoff -a

建议， 不要先在node节点上运行kubelet服务，不然会导致join失败，如果已经运行了，建议关闭，然后删除提示失败的文件和目录

kubeadm join --token <token> <control-plane-host>:<control-plane-port> --discovery-token-ca-cert-hash sha256:<hash>

如果没有令牌，可以通过在控制平面master节点上运行以下命令来获取令牌

kubeadm token list

如果你没有 --discovery-token-ca-cert-hash 的值，则可以通过在控制平面节点上执行以下命令链来获取它：

openssl x509 -pubkey -in /etc/kubernetes/pki/ca.crt | openssl rsa -pubin -outform der 2>/dev/null | \
   openssl dgst -sha256 -hex | sed 's/^.* //'

`kubectl get nodes`

加入节点

节点是你的工作负载（容器和 Pod 等）运行的地方。要将新节点添加到集群，请对每台计算机执行以下操作：

SSH 到机器
成为 root （例如 sudo su -）
必要时安装一个运行时

运行 kubeadm init 输出的命令，例如：

kubeadm join --token <token> <control-plane-host>:<control-plane-port> --discovery-token-ca-cert-hash sha256:<hash>

如果没有令牌，可以通过在控制平面节点上运行以下命令来获取令牌：

kubeadm token list

输出类似于以下内容：

TOKEN                    TTL  EXPIRES              USAGES           DESCRIPTION            EXTRA GROUPS
8ewj1p.9r9hcjoqgajrj4gi  23h  2018-06-12T02:51:28Z authentication,  The default bootstrap  system:
                                                   signing          token generated by     bootstrappers:
                                                                    'kubeadm init'.        kubeadm:
                                                                                           default-node-token

默认情况下，令牌会在 24 小时后过期。如果要在当前令牌过期后将节点加入集群，则可以通过在控制平面节点上运行以下命令来创建新令牌：

kubeadm token create

输出类似于以下内容：

5didvk.d09sbcov8ph2amjw

如果你没有 --discovery-token-ca-cert-hash 的值，则可以通过在控制平面节点上执行以下命令链来获取它：

openssl x509 -pubkey -in /etc/kubernetes/pki/ca.crt | openssl rsa -pubin -outform der 2>/dev/null | \
   openssl dgst -sha256 -hex | sed 's/^.* //'

输出类似于以下内容：

8cb2de97839780a412b93877f8507ad6c94f73add17d5d7058e91741c9d5ec78

说明： 要为 <control-plane-host>:<control-plane-port> 指定 IPv6 元组，必须将 IPv6 地址括在方括号中，例如：[2001:db8::101]:2073

输出应类似于：

[preflight] Running pre-flight checks

... (log output of join workflow) ...

Node join complete:
* Certificate signing request sent to control-plane and response
  received.
* Kubelet informed of new secure connection details.

Run 'kubectl get nodes' on control-plane to see this machine join.

几秒钟后，当你在控制平面节点上执行 kubectl get nodes，你会注意到该节点出现在输出中。

说明： 由于集群节点通常是按顺序初始化的，CoreDNS Pod 很可能都运行在第一个控制面节点上。为了提供更高的可用性，请在加入至少一个新节点后使用 kubectl -n kube-system rollout restart deployment coredns 命令，重新平衡这些 CoreDNS Pod。

查看master节点上的所有节点服务器

[root@master ~]# kubectl get nodes
NAME     STATUS     ROLES                  AGE     VERSION
master   NotReady   control-plane,master   2m32s   v1.23.5
node1    NotReady   <none>                 103s    v1.23.5
node2    NotReady   <none>                 87s     v1.23.5
node3    NotReady   <none>                 16s     v1.23.5
[root@master ~]# 

# NotReady 说明master和node节点之间的通信还是有问题的，容器之间通信还没有准备好

删除节点

使用适当的凭证与控制平面节点通信，运行：

kubectl drain <node name> --delete-emptydir-data --force --ignore-daemonsets

在删除节点之前，请重置 kubeadm 安装的状态：

kubeadm reset

11. 安装网络插件flannel（在master节点执行）

get pod -n kube-system 看kube-system命令空间里的pod

查看各个节点详细信息

[root@master ~]# kubectl get nodes -n kube-system -o wide
NAME     STATUS   ROLES                  AGE   VERSION   INTERNAL-IP       EXTERNAL-IP   OS-IMAGE                KERNEL-VERSION           CONTAINER-RUNTIME
master   Ready    control-plane,master   96m   v1.23.5   192.168.222.154   <none>        CentOS Linux 7 (Core)   3.10.0-1160.el7.x86_64   docker://20.10.18
node1    Ready    <none>                 95m   v1.23.5   192.168.222.155   <none>        CentOS Linux 7 (Core)   3.10.0-1160.el7.x86_64   docker://20.10.18
node2    Ready    <none>                 95m   v1.23.5   192.168.222.156   <none>        CentOS Linux 7 (Core)   3.10.0-1160.el7.x86_64   docker://20.10.18
node3    Ready    <none>                 93m   v1.23.5   192.168.222.151   <none>        CentOS Linux 7 (Core)   3.10.0-1160.el7.x86_64   docker://20.10.18
[root@master ~]#

查看k8s里的命令空间有哪些 —》 k8s 自己创建的

[root@master ~]# kubectl get ns
NAME              STATUS   AGE
default           Active   101m
kube-node-lease   Active   101m
kube-public       Active   101m
kube-system       Active   101m

永久修改

cat <<EOF  >> /etc/sysctl.conf 
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables =1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables =1 
net.ipv4.ip_forward = 1
vm.swappiness = 0
EOF

sysctl -p

多master 的 k8s集群

为什么master至少要3台？

答：数据的一致性问题，如何实现同时写的问题，每台master上的数据都是一样的

raft协议：一致性协议

paxos : Mysql的group replication 使用的

奇数台控制平面节点有利于机器故障或者网络分区时进行重新选主

在这里插入图片描述

deployment 控制器

查看有哪些命名空间namespace

[root@master ~]# kubectl get ns
NAME              STATUS   AGE
default           Active   27m
kube-node-lease   Active   27m
kube-public       Active   27m
kube-system       Active   27m

kubectl get deployment

[root@master ~]# kubectl get deployment 
No resources found in default namespace.

resources: 部署控制器，pod, api, node,servers等

kubectl get deployment -n kube-system

[root@master ~]# kubectl get deployment -n kube-system
NAME      READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
coredns   0/2     2            0           161m

副本控制器：作用就是监控pod副本的数量，如果某个node节点挂了，这个节点上的pod也会挂了，这个时候，副本控制器会在其他的node节点上启动新的pod,数量总数达到副本控制器当时设置的数量 ----> 高可用

以pod制pod

kubectl create deployment k8s-nginx  --image=nginx  -r 8

kubectl create deployment  创建部署控制器

k8s-nginx 是控制器的名字
--images=nginx   指定控制器去启动pod使用的镜像
-r 8  启动8个nginx的pod

[root@master ~]# kubectl get pod -n kube-system -o wide
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP                NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
coredns-6d8c4cb4d-2gsqd          1/1     Running   0          34m   10.244.0.3        master   <none>           <none>
coredns-6d8c4cb4d-7tkw4          1/1     Running   0          34m   10.244.0.2        master   <none>           <none>
etcd-master                      1/1     Running   1          35m   192.168.222.148   master   <none>           <none>
kube-apiserver-master            1/1     Running   1          35m   192.168.222.148   master   <none>           <none>
kube-controller-manager-master   1/1     Running   1          35m   192.168.222.148   master   <none>           <none>
kube-flannel-ds-dplgf            1/1     Running   0          51s   192.168.222.155   node1    <none>           <none>
kube-flannel-ds-p5mqn            1/1     Running   0          51s   192.168.222.156   node2    <none>           <none>
kube-flannel-ds-pgdrh            1/1     Running   0          51s   192.168.222.151   node3    <none>           <none>
kube-flannel-ds-s5j95            1/1     Running   0          51s   192.168.222.148   master   <none>           <none>
kube-proxy-799xw                 1/1     Running   0          30m   192.168.222.151   node3    <none>           <none>
kube-proxy-8csdh                 1/1     Running   0          32m   192.168.222.155   node1    <none>           <none>
kube-proxy-dqhgj                 1/1     Running   0          20m   192.168.222.156   node2    <none>           <none>
kube-proxy-msnzp                 1/1     Running   0          34m   192.168.222.148   master   <none>           <none>
kube-scheduler-master            1/1     Running   1          35m   192.168.222.148   master   <none>           <none>
[root@master ~]#

创建pod

[root@master ~]# kubectl create deployment k8s-nginx  --image=nginx  -r 8
deployment.apps/k8s-nginx created
[root@master ~]# kubectl get deploy
NAME        READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
k8s-nginx   0/8     8            0           12s
[root@master ~]#

[root@master ~]# kubectl get deploy
NAME        READY   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
k8s-nginx   8/8     8            8           54m
[root@master ~]# kubectl get rs
NAME                   DESIRED   CURRENT   READY   AGE
k8s-nginx-6d779d947c   8         8         8       55m
[root@master ~]#

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