Kubernetes定义和部署

移动开发 2023-08-02 03:11:36 阅读次数: 0

目录

一、定义

二 、架构

1、控制平面组件（Control Plane Components）

2、Node 组件

三、部署集群

一、定义

一个大规模的容器编排系统，即系统的系统。

k8s特性：

  • 服务发现和负载均衡
    使用 DNS 名称或自己的 IP 地址公开容器，如果进入容器的流量很大，可以负载均衡并分配网络流量，从而使部署稳定。
  • 存储编排
    允许你自动挂载你选择的存储系统，例如本地存储、公共云提供商等。
  • 自动部署和回滚
    你可以使用 Kubernetes 描述已部署容器的所需状态，它可以以受控的速率将实际状态 更改为期望状态。例如，你可以自动化 Kubernetes 来为你的部署创建新容器， 删除现有容器并将它们的所有资源用于新容器。
  • 自动完成装箱计算
    允许你指定每个容器所需 CPU 和内存（RAM）。 当容器指定了资源请求时，可以做出更好的决策来管理容器的资源。
  • 自我修复
    重新启动失败的容器、替换容器、杀死不响应用户定义的运行状况检查的容器，并且在准备好服务之前不将其通告给客户端。
  • 密钥与配置管理
    允许你存储和管理敏感信息，例如密码、OAuth 令牌和 ssh 密钥。 你可以在不重建容器镜像的情况下部署和更新密钥和应用程序配置，也无需在堆栈配置中暴露密钥。

二 、架构

控制平面组件（Control Plane Components）

控制平面的组件对集群做出全局决策(比如调度)，以及检测和响应集群事件。

控制平面组件可以在集群中的任何节点上运行。 然而，为了简单起见，设置脚本通常会在同一个计算机上启动所有控制平面组件， 并且不会在此计算机上运行用户容器。详细请查看利用 kubeadm 创建高可用集群 | Kubernetes 

  • kube-apiserver

API 服务器是 Kubernetes 控制面的组件， 该组件公开了 Kubernetes API。 API 服务器是 Kubernetes 控制面的前端，负责跟外部节点打交道。

Kubernetes API 服务器的主要实现是 kube-apiserver
。 kube-apiserver 设计上考虑了水平伸缩，也就是说，它可通过部署多个实例进行伸缩。 你可以运行 kube-apiserver 的多个实例，并在这些实例之间平衡流量。详细请查看kube-apiserver | Kubernetes 

  • etcd

etcd 是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。详细请查看 Documentation versions | etcd。

  • kube-scheduler

控制平面组件，负责监视新创建的、未指定运行节点的Pods，选择节点让 Pod 在上面运行。

调度决策考虑的因素包括单个 Pod 和 Pod 集合的资源需求、硬件/软件/策略约束、亲和性和反亲和性规范、数据位置、工作负载间的干扰和最后时限。

  • kube-controller-manager

在主节点上运行控制器的组件。

从逻辑上讲，每个控制器都是一个单独的进程， 但是为了降低复杂性，它们都被编译到同一个可执行文件，并在一个进程中运行。详细请查看控制器 | Kubernetes

这些控制器包括:

  • 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)
  • 服务帐户和令牌控制器（Service Account & Token Controllers）: 为新的命名空间创建默认帐户和 API 访问令牌
  • cloud-controller-manager

云控制器管理器是指嵌入特定云的控制逻辑的控制平面组件。 云控制器管理器允许您链接集群到云提供商的应用编程接口中， 并把和该云平台交互的组件与只和您的集群交互的组件分离开。

cloud-controller-manager 仅运行特定于云平台的控制回路。 如果你在自己的环境中运行 Kubernetes，或者在本地计算机中运行学习环境， 所部署的环境中不需要云控制器管理器。

与 kube-controller-manager 类似，cloud-controller-manager 将若干逻辑上独立的 控制回路组合到同一个可执行文件中，供你以同一进程的方式运行。 你可以对其执行水平扩容（运行不止一个副本）以提升性能或者增强容错能力。

下面的控制器都包含对云平台驱动的依赖：

  • 节点控制器（Node Controller）: 用于在节点终止响应后检查云提供商以确定节点是否已被删除
  • 路由控制器（Route Controller）: 用于在底层云基础架构中设置路由
  • 服务控制器（Service Controller）: 用于创建、更新和删除云提供商负载均衡器

2、Node 组件

节点组件在每个节点上运行，维护运行的 Pod 并提供 Kubernetes 运行环境。

  • kubelet

一个在集群中每个上运行的代理。 它保证容器（containers）都 运行在 Pod 中。

kubelet 接收一组通过各类机制提供给它的 PodSpecs，确保这些 PodSpecs 中描述的容器处于运行状态且健康。 kubelet 不会管理不是由 Kubernetes 创建的容器。

  • kube-proxy

kube-proxy 是集群中每个节点上运行的网络代理， 实现 Kubernetes 服务（Service） 概念的一部分。

kube-proxy 维护节点上的网络规则。这些网络规则允许从集群内部或外部的网络会话与 Pod 进行网络通信。

三、部署集群

基础环境要求

1.2GB以上内存和2核以上CPU linux系统

2.集群中的所有机器的网络彼此均能相互连接(公网和内网都可以)

3.节点之中不可以有重复的主机名、MAC 地址或 product_uuid

4.禁用交换分区。为了保证 kubelet 正常工作，你 必须 禁用交换分区。

5.doceker环境安装，Docker基本知识笔记(一)_cbzhunian的博客-CSDN博客

1. 配置基础环境

#各个机器设置自己的域名 
hostnamectl set-hostname k8s-master
hostnamectl set-hostname k8s-node1
hostnamectl set-hostname k8s-node2



# 一次性
sudo setenforce 0
# SELinux 设置为 permissive 模式（相当于将其禁用），永久性
sudo sed -i 's/^SELINUX=enforcing$/SELINUX=permissive/' /etc/selinux/config

# 关闭swap
# 一次性
swapoff -a
# 永久性  
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab

# tee命令将命令的输出结果显示在界面并将输出结果存入k8s.conf
# 下面命令将EOF之间的内容输入到k8s.conf 文件中
#允许 iptables 检查桥接流量
cat <<EOF | sudo tee /etc/modules-load.d/k8s.conf
br_netfilter
EOF

cat <<EOF | sudo tee /etc/sysctl.d/k8s.conf
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
EOF


sudo sysctl --system

2.安装kubelet、kubeadm、kubectl

cat <<EOF | sudo tee /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
exclude=kubelet kubeadm kubectl
EOF


sudo yum install -y kubelet-1.20.9 kubeadm-1.20.9 kubectl-1.20.9 --disableexcludes=kubernetes

# 启动并设置成开机自启动
sudo systemctl enable  kubelet --now

3.下载控制面板所需镜像(docker服务必须开启) 

sudo tee ./images.sh <<-'EOF'
#!/bin/bash
images=(
kube-apiserver:v1.20.9
kube-proxy:v1.20.9
kube-controller-manager:v1.20.9
kube-scheduler:v1.20.9
coredns:1.7.0
etcd:3.4.13-0
pause:3.2
)
for imageName in ${images[@]} ; do
docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/lfy_k8s_images/$imageName
done
EOF
   
chmod +x ./images.sh && ./images.sh

4.初始化管理节点

#所有机器添加master域名映射，IP是自己主机IP
echo "172.31.0.1  cluster-endpoint" >> /etc/hosts
echo "172.31.0.2  node1" >> /etc/hosts
echo "172.31.0.3  node2" >> /etc/hosts



#主节点初始化
kubeadm init \
--apiserver-advertise-address=172.31.0.1 \
--control-plane-endpoint=cluster-endpoint \
--image-repository registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/lfy_k8s_images \
--kubernetes-version v1.20.9 \
--service-cidr=10.96.0.0/16 \
--pod-network-cidr=192.168.0.0/16

#IP地址不要冲突



Your Kubernetes control-plane has initialized successfully!

To start using your cluster, you need to run the following as a regular user:

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

Alternatively, if you are the root user, you can run:

  export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf

You should now deploy a pod network to the cluster.
Run "kubectl apply -f [podnetwork].yaml" with one of the options listed at:
  https://kubernetes.io/docs/concepts/cluster-administration/addons/

You can now join any number of control-plane nodes by copying certificate authorities
and service account keys on each node and then running the following as root:

  kubeadm join cluster-endpoint:6443 --token hums8f.vyx71prsg74ofce7 \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:a394d059dd51d68bb007a532a037d0a477131480ae95f75840c461e85e2c6ae3 \
    --control-plane 

Then you can join any number of worker nodes by running the following on each as root:

kubeadm join cluster-endpoint:6443 --token hums8f.vyx71prsg74ofce7 \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:a394d059dd51d68bb007a532a037d0a477131480ae95f75840c461e85e2c6ae3

5.启动成功之后根据提示进行操作

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

6.安装网络组件

curl https://docs.projectcalico.org/v3.8/manifests/calico.yaml -O
kubectl apply -f calico.yaml

7.其他节点加入

kubeadm join cluster-endpoint:6443 --token hums8f.vyx71prsg74ofce7 \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:a394d059dd51d68bb007a532a037d0a477131480ae95f75840c461e85e2c6ae3

# 有效期24小时，可以重新生成
kubeadm token create --print-join-command

安装可视化界面

1.启动

curl https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v2.3.1/aio/deploy/recommended.yaml -O

kubectl apply -f recommended.yaml

2.设置外部访问端口 ,进入之后 输入 /type（查找type）将ClusterIP 改为  NodePort

kubectl edit svc kubernetes-dashboard -n kubernetes-dashboard

3.查看对应到外部端口

         访问： https://集群任意IP:端口

 4.设置访问账号

#创建访问账号，准备一个yaml文件； vi dash.yaml
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: admin-user
  namespace: kubernetes-dashboard
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: admin-user
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: cluster-admin
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: admin-user
  namespace: kubernetes-dashboard
kubectl apply -f dash.yaml

5.生成令牌

kubectl -n kubernetes-dashboard get secret $(kubectl -n kubernetes-dashboard get sa/admin-user -o jsonpath="{.secrets[0].name}") -o go-template="{
   
   {.data.token | base64decode}}"

参考：Kubernetes基础概念 · 语雀

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