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2022-05-30
Kubernetes安装部署操作手册
摘要
Kubernetes单词起源于希腊语, 是“舵手”或者“领航员”的意思,是“管理者”和“控制论”的根源。 K8s是把用8代替8个字符“ubernete”而成的缩写。首先,他是一个全新的基于容器技术的分布式架构领先方案。Kubernetes(k8s)是Google开源的容器集群管理系统(谷歌内部:Borg)。在Docker技术的基础上,为容器化的应用提供部署运行、资源调度、服务发现和动态伸缩等一系列完整功能,提高了大规模容器集群管理的便捷性。
Kubernetes是一个完备的分布式系统支撑平台,具有完备的集群管理能力,多扩多层次的安全防护和准入机制、多租户应用支撑能力、透明的服务注册和发现机制、內建智能负载均衡器、强大的故障发现和自我修复能力、服务滚动升级和在线扩容能力、可扩展的资源自动调度机制以及多粒度的资源配额管理能力。
关键词:Kubernetes;自我修复;滚动升级;动态伸缩
目录
总页数:19页
初识kubernetes 1
1.1kubernetes简介 1
1.2kubernetes特征 1
1.3核心组件 1
1.4拓扑图 1
集群 2
2.1环境介绍 2
2.2安装必要的组件 2
2.2.1安装docker 2
2.2.2安装集群组件 3
2.2使用kubeadm初始化集群 4
2.3加入集群 4
验证 5
3.1验证集群节点 5
3.2验证pod信息 5
部署 5
4.1 deployment 5
4.2 Service 7
升级 8
5.1查看当前镜像版本 8
5.2更新镜像 8
回滚 9
6.1查看历史版本 9
6.2回滚版本 9
Dashborad 10
7.1镜像准备 10
7.2编写dashborad.yaml 10
7.3创建和修改 15
7.4创建ServiceAccount 16
7.5登录UI 17
1. 初识kubernetes
1.1kubernetes简介
Kubernetes是一个全新的基于容器技术的分布式架构领先方案。是Google内部集群管理系统Borg的一个开源版本。直到2015年4月,随着论文发布,才被众人熟知。Kubernetes是一个开放的开发平台。不局限于任何一种语言,没有限定任何编程接口。是一个完备的分布式系统支撑平台。它构建在docker之上,提供应用部署、维护、扩展机制等功能,利用Kubernetes能方便地管理跨机器运行容器化的应用。
1.2kubernetes特征
自主的管理容器,保证云平台中的容器按照用户的期望状态运行着。
自动扩容,弹性伸缩。
自动监控,删除出故障的应用。
容器编排成组,并提供容器间的负载均衡。
自我调度,自我管理。
1.3核心组件
kubectl:客户端命令行工具,作为整个系统的操作入口。
kube-apiserver:以REST API服务形式提供接口,作为整个系统的控制入口。
kube-controller-manager:执行整个系统的后台任务,包括节点状态状况、Pod个数、Pods和Service的关联等。
kube-scheduler:负责节点资源管理,接收来自kube-apiserver创建Pods任务,并分配到某个节点。
etcd:负责节点间的服务发现和配置共享。
kube-proxy:运行在每个计算节点上,负责Pod网络代理。定时从etcd获取到service信息来做相应的策略。
kubelet:运行在每个计算节点上,作为agent,接收分配该节点的Pods任务及管理容器,周期性获取容器状态,反馈给kube-apiserver。
1.4拓扑图
2. 集群
2.1环境介绍
192.168.2.5 k8s-master 4G 2核
192.168.2.6 k8s-node 4G 2核
2.2安装必要的组件
2.2.1安装docker
在每个节点执行
1.添加阿里yum源
sudo yum-config-manager --add-repo
http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
2.生成缓存
yum makecache fast
安装docker-ce
yum -y install docker-ce
3.启动docker并设置为开机启动
systemctl start docker && systemctl enable docker
2.2.2安装集群组件
每个节点执行
修改hosts文件
vim /etc/hosts 添加以下信息
192.168.2.5 k8s-master
182.168.2.6 k8s-node
2.分别在不同主机上设置hostname
hostnamectl --static set-hostname k8s-master
hostnamectl --static set-hostname k8s-node
3.关掉 selinux
setenforce 0
sed -i "s/^SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/g" /etc/sysconfig/selinux
4.关掉防火墙
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
5.关闭 swap
swapoff -a
sed -i 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab
6.配置转发参数
cat <
sysctl --system
7.配置国内yum源并生成缓存
cat <
yum makecache fast
8.安装kubeadm,kubectl,kubelet,ntpdate
yum install -y kubeadm kubectl kubelet ntpdate
systemctl start kubelet && systemctl enable kubelet
2.2使用kubeadm初始化集群
在master上面执行一下命令,初始化集群信息
kubeadm init --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 --service-cidr=10.96.0.0/12
等待初始化完成后,系统提示我们执行一下三步:
mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
并且初始化完成后,我们将token拷贝下来保存,后来加入node使用
kubeadm join 192.168.2.5:6443 --token 6pq12p.qolwnkesr8nu3ger --discovery-token-ca-cert-hash sha256:eb1dcad8d31fd03c4cf9ab0476c360da13b2204e01885ca8f98eafd43345ee8d
加入flannel:
kubectl apply -f
https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml
注意:
这里有一个镜像拉取不下来我们手动拉取国内,并给改镜像打一个标签
docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/kubernetes_containers/flannel:v0.10.0-amd64
docker tag registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/kubernetes_containers/flannel:v0.10.0-amd64 quay.io/coreos/flannel:v0.10.0-amd64
2.3加入集群
在node上面执行之前生成的token
kubeadm join 192.168.2.5:6443 --token 6pq12p.qolwnkesr8nu3ger --discovery-token-ca-cert-hash sha256:eb1dcad8d31fd03c4cf9ab0476c360da13b2204e01885ca8f98eafd43345ee8d
3. 验证
3.1验证集群节点
上面执行完命令后,集群不会马上变成ready状态,因为系统需要去下载docker镜像,稍等片刻后我们可以执行一下命令验证集群状态。
Kubectl get node
或者
Kubectl get node -o wide显示更新信息
当所有节点都变成ready后,表示集群搭建完成。
3.2验证pod信息
kubectl get pod -n kube-system
当所有pod的ready都变成1/1就表示集群搭建成功。
4. 部署
4.1 deployment
一次deployment为一次部署,如图Deployment调用ReplicaSet创建多个Pod副本。而ReplicaSet不需要我们去管理,所以我们只需要创建一个deployment即可。我们编写一个nginx-deployment.yaml。
apiVersion: 组名/版本号
Kind: 类型
Metadata: 元数据,下面name表示当前deployment名称为nginx-deployment
Spec: 规格
Replicas:3表示副本集3个
Spec.template.metadata.labels 自定义标签,一般配合selector
spec.template.containers:可以有多个容器
- name 表示容器[1]的名字
Image: 使用镜像nginx:1.7.9
containerPort: 容器端口80
执行kubectl apply -f nginx-deployment.yaml即可创建deployment
查看deployment:
kubectl get deploy/deployment/deployments
查看pod:
Kubectl get pod
此时pod显示正在创建,因为镜像需要去pull下来。
等待一段时间后,我们的pod已经跑起来了。
此时我们使用-o wide查看ip,此时的应用只有集群内部能访问,外部暂时不能访问。使用一个ip在任何一个节点都可以访问。
4.2 Service
Service定义了一个服务的访问入口地址,前端的应用通过这个入口地址访问其背后的一组由Pod副本组成的集群实例,来自外部的访问请求被负载均衡到后端的各个容器应用上。Service与其后端Pod副本集群之间则是通过Label Selector来实现对接的.
nginx-svc.yaml
这里我们讲一下selector,选择的是之前deployment,labels定义的标签。
创建Service:kubectl apply -f nginx-svc.yaml
查看service:kubectl get svc/service
因为我们的type指定的是NodePort所以我们现在可以直接在浏览器使用任意节点ip+30565访问。并且我们指定的pod有3个,他每次会根据负载策略去访问三个pod中的任意一个。
5. 升级
5.1查看当前镜像版本
Kubectl get pod
Kubectl describe pod podName
看了看到image: nginx:1.7.9
5.2更新镜像
Kubectl set image deploy/nginx-deployment nginx=nginx:1.10 --record
Kubectl get pod 可以看到之前的pod并不会被马上终止,而是一步步新运行一个,终止一个,达到灰度发布,不重启服务器更新的目的。稍等片刻后我们就可以看到之前的3个pod全部被替换。
紧着我们查看pod信息,运行正常,版本也成功更新到1.10
6. 回滚
6.1查看历史版本
Kubectl rollout history deploy/nginx-deployment
可以看到以上有1和2两个版本,1表示之前的,2表示当前的,可能有2,3,4那么最新的就表示当前版本。接着我们回滚一下。
6.2回滚版本
回滚到上一个版本:
Kubectl rollout undo deploy/nginx-deployment
回滚到指定版本:
Kubectl rollout undo deploy/nginx-deployment --to-revision=2
我们回滚到上一个版本试试,可以看到我们镜像版本已经回退到之前的1.7.9了。也是逐个替换,滚动更新。
7. Dashborad
7.1镜像准备
因为k8s镜像都是需要从国外下载,我们需要先准备国内镜像。
注意:每个节点,包括master和node节点。
vim dashborad-image.sh
#/bin/bash
docker pull registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/qubit/kubernetes-dashboard-amd64:v1.10.0
docker tag registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/qubit/kubernetes-dashboard-amd64:v1.10.0 k8s.gcr.io/kubernetes-dashboard-amd64:v1.10.1
docker image rm registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/qubit/kubernetes-dashboard-amd64:v1.10.0
chmod +x image.sh ; sh image.sh
7.2编写dashborad.yaml
# Copyright 2017 The Kubernetes Authors.
#
# Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
# you may not use this file except in compliance with the License.
# You may obtain a copy of the License at
#
# http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
#
# Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
# distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
# WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
# See the License for the specific language governing permissions and
# limitations under the License.
# ------------------- Dashboard Secret ------------------- #
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
labels:
k8s-app: kubernetes-dashboard
name: kubernetes-dashboard-certs
namespace: kube-system
type: Opaque
---
# ------------------- Dashboard Service Account ------------------- #
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
labels:
k8s-app: kubernetes-dashboard
name: kubernetes-dashboard
namespace: kube-system
---
# ------------------- Dashboard Role & Role Binding ------------------- #
kind: Role
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
name: kubernetes-dashboard-minimal
namespace: kube-system
rules:
# Allow Dashboard to create 'kubernetes-dashboard-key-holder' secret.
- apiGroups: [""]
resources: ["secrets"]
verbs: ["create"]
# Allow Dashboard to create 'kubernetes-dashboard-settings' config map.
- apiGroups: [""]
resources: ["configmaps"]
verbs: ["create"]
# Allow Dashboard to get, update and delete Dashboard exclusive secrets.
- apiGroups: [""]
resources: ["secrets"]
resourceNames: ["kubernetes-dashboard-key-holder", "kubernetes-dashboard-certs"]
verbs: ["get", "update", "delete"]
# Allow Dashboard to get and update 'kubernetes-dashboard-settings' config map.
- apiGroups: [""]
resources: ["configmaps"]
resourceNames: ["kubernetes-dashboard-settings"]
verbs: ["get", "update"]
# Allow Dashboard to get metrics from heapster.
- apiGroups: [""]
resources: ["services"]
resourceNames: ["heapster"]
verbs: ["proxy"]
- apiGroups: [""]
resources: ["services/proxy"]
resourceNames: ["heapster", "http:heapster:", "https:heapster:"]
verbs: ["get"]
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: RoleBinding
metadata:
name: kubernetes-dashboard-minimal
namespace: kube-system
roleRef:
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
kind: Role
name: kubernetes-dashboard-minimal
subjects:
- kind: ServiceAccount
name: kubernetes-dashboard
namespace: kube-system
---
# ------------------- Dashboard Deployment ------------------- #
kind: Deployment
apiVersion: apps/v1
metadata:
labels:
k8s-app: kubernetes-dashboard
name: kubernetes-dashboard
namespace: kube-system
spec:
replicas: 1
revisionHistoryLimit: 10
selector:
matchLabels:
k8s-app: kubernetes-dashboard
template:
metadata:
labels:
k8s-app: kubernetes-dashboard
spec:
containers:
- name: kubernetes-dashboard
image: k8s.gcr.io/kubernetes-dashboard-amd64:v1.10.1
ports:
- containerPort: 8443
protocol: TCP
args:
- --auto-generate-certificates
# Uncomment the following line to manually specify Kubernetes API server Host
# If not specified, Dashboard will attempt to auto discover the API server and connect
# to it. Uncomment only if the default does not work.
# - --apiserver-host=http://my-address:port
volumeMounts:
- name: kubernetes-dashboard-certs
mountPath: /certs
# Create on-disk volume to store exec logs
- mountPath: /tmp
name: tmp-volume
livenessProbe:
httpGet:
scheme: HTTPS
path: /
port: 8443
initialDelaySeconds: 30
timeoutSeconds: 30
volumes:
- name: kubernetes-dashboard-certs
secret:
secretName: kubernetes-dashboard-certs
- name: tmp-volume
emptyDir: {}
serviceAccountName: kubernetes-dashboard
# Comment the following tolerations if Dashboard must not be deployed on master
tolerations:
- key: node-role.kubernetes.io/master
effect: NoSchedule
---
# ------------------- Dashboard Service ------------------- #
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
labels:
k8s-app: kubernetes-dashboard
name: kubernetes-dashboard
namespace: kube-system
spec:
ports:
- port: 443
targetPort: 8443
selector:
k8s-app: kubernetes-dashboard
7.3创建和修改
创建:Kubectl create -f dashborad.yaml
因为创建出来的service默认是ClusterIP,只能集群内访问,修改一下类型
需要改成NodePort。
kubectl patch svc kubernetes-dashboard -p '{"spec":{"type":"NodePort"}}' -n kube-system
查看一下service
Kubectl get svc -n kube-system
这里我们对外暴露的端口是31141,此时我们可以直接用https://master_ip:31141来访问,这个端口是随机的默认是30000-32767
注意:我们只能用firefox浏览器
此时还不能直接访问,我们还需要添加一个授权管理的用户。
7.4创建ServiceAccount
vim admin-user.yaml
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
labels:
k8s-app: kubernetes-dashboard
name: admin
namespace: kube-system
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
name: admin
roleRef:
apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
kind: ClusterRole
name: cluster-admin
subjects:
- kind: ServiceAccount
name: admin
namespace: kube-system
创建:kubectl create -f admin-user.yaml
查看svc:kubectl describe serviceaccount admin -n kube-system
此时会有一个tokens的描述
查看token:kubectl describe secret tokens描述 -n kube-system
此时我们拷贝生成的token。
7.5登录UI
此时输入https://master_ip:31141
此时我们选择高级,添加例外,然后选择token,将上面的token黏贴后即可登录。
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