Kubernetes基础入门
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Kubernetes,云计算
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1037 字
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1.1 小时

Kubernetes基础入门

K8S参考网站

官网：TP

kubeadm官方文档：TP

docker官方文档：TP

prometheus官方文档：TP

ansible安装k8s项目：TP

阿里云ACK：TP

亚马逊云EKS：TP

K8S介绍

kubeadm官方介绍：TP

此页面是 Kubernetes 的概述。

Kubernetes 是一个可移植、可扩展的开源平台，用于管理容器化的工作负载和服务，可促进声明式配置和自动化。 Kubernetes 拥有一个庞大且快速增长的生态，其服务、支持和工具的使用范围相当广泛。

Kubernetes 这个名字源于希腊语，意为“舵手”或“飞行员”。k8s 这个缩写是因为 k 和 s 之间有八个字符的关系。 Google 在 2014 年开源了 Kubernetes 项目。 Kubernetes 建立在 Google 大规模运行生产工作负载十几年经验的基础上， 结合了社区中最优秀的想法和实践。

image-20230918155745061

borg
swarm
mesos

声明式管理

K8S组件

master(控制平面组件 Control Plane Components)

kube-apiserver：司令部（所有组件之间沟通，都需要经过apiserver）
etcd：存储K8S所有数据的数据库
kube-scheduler：资源计算、资源调度
kube-controller：控制器

node

kubelet：启动容器，创建pod
container-runtime：容器运行时
kube-proxy：网络、端口映射

例子：要创建10个nginx就需要编写一份资源清单去交给apiserver,apiserver存储到etcd中，scheduler去找apiserver拿取etcd数据的权限，并查看etcd里面的资源清单并进行资源计算，计算出node1部署4个nginx，node2部署6个nginx，controller经过apiserver找scheduler拿去资源计算结果，并找apiserver吩咐kubelet创建pod，再经过apiserver将pod交给kube-proxy配好网络

K8S安装

K8S安装方式

1）kubeadm
2）二进制
3）Rancher（高级版，K8S图形化界面）
4）Ansible
5）阿里云ACK、AWS的EKS

环境准备

主机名 IP 角色 配置推荐 安装软件
master-1 10.0.0.110 master 1h4g APIserver、Controller、scheduler、kubelet、etcd、Docker
node-1 10.0.0.111 node1 1h2g Docker、kubelet、kube-proxy
node-2 10.0.0.112 node2 1h2g Docker、kubelet、kube-proxy

IP规划

三种Service IP
Pod IP 10.2.0.0
Cluster IP 10.1.0.0
Node IP 10.0.0.0

安装前环境优化

1）禁用swap（所有机器）

# 设置
cat >/etc/sysconfig/kubelet <<EOF
KUBELET_CGROUP_ARGS="--cgroup-driver=systemd"
KUBELET_EXTRA_ARGS="--fail-swap-on=false"
EOF

sed -i '/swap/d' /etc/fstab 
# 生效
swapoff -a

# 检查是否关闭
free -m

2）内核参数设置（所有机器）

# 开启内核防火墙转发
cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables=1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1
net.ipv4.ip_forward=1
EOF

# 查看是否设置
sysctl --system

3）优化文件描述符（所有机器）

cat >>/etc/sysctl.conf<<EOF
net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables=1
net.ipv4.ip_forward=1
vm.swappiness=0
fs,file-max=52706963
fs.nr_open=52706963
EOF

cat <<EOF | sudo tee /etc/modules-load.d/containerd.conf
overlay
br_netfilter
EOF

modprobe overlay
modprobe br_netfilter

4）免密登陆（master-1）

[root@master-1 ~]# ssh-keygen
[root@master-1 ~]# ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub 10.0.0.110
[root@master-1 ~]# ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub 10.0.0.111
[root@master-1 ~]# ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub 10.0.0.112

5）host解析（所有机器）

# 进行host解析
cat >>/etc/hosts<<EOF
10.0.0.110 master-1 
10.0.0.111 node-1 
10.0.0.112 node-2 
EOF

# 查看是否设置成功
for i in master-1 node-1 node-2;do ping -c1 -W1 $i;done

6）时间同步（所有机器）

yum install -y chrony
systemctl start chronyd
systemctl enable chronyd

7）加载IPVS模块（所有机器）

# 四层负载
lvs使用的就是IPVS模块
使用的是ipvsadm的命令

# 加载IPVS模块
cat  > /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules <<EOF
#! /bin/bash
modprobe -- ip_vs
modprobe -- ip_vs_rr
modprobe -- ip_vs_wrr
modprobe -- ip_vs_sh
modprobe -- nf_conntrack_ipv4
EOF
chmod +x /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules
source /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules
lsmod|grep -e 'ip_vs' -e 'nf_conntrack_ipv'

8）安装指定版本docker（所有机器）

# 更换官方源
wget -O /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo  https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo

# 安装
yum install -y docker-ce-19.03.15 docker-ce-cli-19.03.15 containerd.io

9）配置docker镜像加速和cgroup驱动（所有机器）

mkdir -p /etc/docker
tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
  "registry-mirrors": ["https://7t3bpp45.mirror.aliyuncs.com"],
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]
}
EOF
systemctl daemon-reload
systemctl restart docker

安装kubeadm

# 更换官方源（所有机器）
cat <<EOF > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64/
enabled=1
gpgcheck=1
repo_gpgcheck=1
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
EOF

# 安装指定版本（所有机器）
[root@master-1 ~]# yum install kubelet-1.19.3 kubeadm-1.19.3  kubectl-1.19.3  ipvsadm -y
kubelet：控制node节点启动容器（POD）
kubeadm：帮你安装K8S的类似wegame
kubectl：操作K8S的命令

# 启动kubelet
[root@master-1 ~]# systemctl start kubelet
[root@master-1 ~]# systemctl enable kubelet

# 初始化集群（master-1）
kubeadm init \
--apiserver-advertise-address=10.0.0.110 \
--image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers  \
--kubernetes-version=v1.19.3 \
--service-cidr=10.1.0.0/16 \
--pod-network-cidr=10.2.0.0/16 \
--service-dns-domain=cluster.local \
--ignore-preflight-errors=Swap \
--ignore-preflight-errors=NumCPU

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

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/

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

kubeadm join 10.0.0.110:6443 --token t49hnz.w6naazunbikglmrb \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:105fb3403018959d10e3accc6c769983c8303909b3bb1f5a547ea309cafc6f76 

# 注意，如果忘记了node加入master的命令，那么需要重新执行以下命令
kubeadm token create --print-join-command

# 如果初始化时出错（重置初始化，再初始化一遍）（如果已经加入集群时，所有机器都需要执行）
kubeadm reset

# 后续操作（master-1）
mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

# 查看集群节点
[root@master-1 ~]# kubectl get node
NAME       STATUS     ROLES    AGE    VERSION
master-1   NotReady   master   2m7s   v1.19.3

# 修改网络模式为ipvs
[root@master-1 ~]# kubectl edit cm kube-proxy -n kube-system
修改 mode:"" 为 mode:"ipvs"

# 重启服务
[root@master-1 ~]# kubectl -n kube-system get pod|grep kube-proxy|awk '{print "kubectl -n kube-system delete pod "$1}'|bash

# 查看kube-proxy
[root@master-1 ~]# kubectl get -n kube-system pod|grep 'kube-proxy'
kube-proxy-lslj6                   1/1     Running   0          38s

node上加入master集群（node-1，node-2）

# 将node加入master
systemctl restart kubelet docker
systemctl enable kubelet docker
kubeadm join 10.0.0.110:6443 --token t49hnz.w6naazunbikglmrb \
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:105fb3403018959d10e3accc6c769983c8303909b3bb1f5a547ea309cafc6f76 

# 查看集群状态
[root@master-1 ~]# kubectl get node
NAME       STATUS     ROLES    AGE   VERSION
master-1   NotReady   master   13m   v1.19.3
node-1     NotReady   <none>   16s   v1.19.30
node-2     NotReady   <none>   9s    v1.19.3

# 查看kube-proxy
[root@master-1 ~]# kubectl get -n kube-system pod|grep 'kube-proxy'
kube-proxy-lslj6                   1/1     Running   0          38s
kube-proxy-s4d4z                   1/1     Running   0          26s
kube-proxy-tvhlb                   1/1     Running
0          32s

# 如果6443端口不存在（apiserver没启动）
systemctl start kubelet

配置flannel

# 下载flannel代码
进入网站下载：https://github.com/flannel-io/flannel/blob/master/Documentation/kube-flannel.yml

# 修改资源清单
kube-flannel.yml
Network:"10.2.0.0/16"
- --iface=eth0
       containers:
       - name: kube-flannel
         image: quay.io/coreos/flannel:v0.22.3
         command:
         - /opt/bin/flanneld
         args:
         - --ip-masq
         - --kube-subnet-mgr
         - --iface=eth0

# 下载镜像（所有机器）
docker pull docker.io/flannel/flannel:v0.22.3
docker pull docker.io/flannel/flannel-cni-plugin:v1.2.0

# 执行资源清单
[root@master-1 ~]# kubectl apply -f kube-flannel.yml 
namespace/kube-flannel created
clusterrole.rbac.authorization.k8s.io/flannel created
clusterrolebinding.rbac.authorization.k8s.io/flannel created
serviceaccount/flannel created
configmap/kube-flannel-cfg created
daemonset.apps/kube-flannel-ds created

# 查看flannel是否启动成功
[root@master-1 ~]# kubectl get pod -n kube-flannel 
NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
kube-flannel-ds-krcl4   1/1     Running   0          93s
kube-flannel-ds-wfqbx   1/1     Running   0          93s
kube-flannel-ds-xflzc   1/1     Running   0          93s

# 查看集群状态
[root@master-1 ~]# kubectl get nodes 
NAME       STATUS   ROLES    AGE   VERSION
master-1   Ready    master   21h   v1.19.3
node-1     Ready    <none>   20h   v1.19.3
node-2     Ready    <none>   20h   v1.19.3

给角色打标签

# 添加标签
[root@master-1 ~]# kubectl label nodes node-1 node-role.kubernetes.io/node01=
node/node-1 labeled

# 删除标签
[root@master-1 ~]# kubectl label nodes node-1 node-role.kubernetes.io/node-
node/node-1 labeled

# 解读
kubectl label nodes # 打标签
node-1 # 节点机
node-role.kubernetes.io/ # api端口
node # 标签名
- # 删除
= # 添加

# 查看集群标签
[root@master-1 ~]# kubectl get nodes 
NAME       STATUS   ROLES    AGE   VERSION
master-1   Ready    master   21h   v1.19.3
node-1     Ready    node01   21h   v1.19.3
node-2     Ready    node02   21h   v1.19.3

小秘密

[root@master-1 ~]# cat ~/.bashrc
# .bashrc

# User specific aliases and functions

alias rm='rm -i'
alias cp='cp -i'
alias mv='mv -i'

# Source global definitions
if [ -f /etc/bashrc ]; then
        . /etc/bashrc
fi
export http_proxy=http://127.0.0.1:7890

[root@master-1 ~]# source ~/.bashrc

# 解除
[root@master-1 ~]# unset http_proxy

K8S命令补全

yum install -y bash-completion
source /usr/share/bash-completion/bash_completion 
source <(kubectl completion bash) 
kubectl completion bash > /etc/bash_completion.d/kubectl

图形化界面

https://www.rancher.com/quick-start

K8S图形化界面

# 下载资源
k8s_dashboard.tgz

# 解压资源
[root@master-1 ~]# tar xf k8s_dashboard.tgz 

# 推送资源到node节点上
[root@master-1 ~]# for i in node-1 node-2;do scp dashboard.v2.0.0.tar.gz metrics-scraper.v1.0.4.tar.gz $i:/root;done

# 导入docker镜像
[root@node-1 ~]# docker load < dashboard.v2.0.0.tar.gz 
[root@node-1 ~]# docker load < metrics-scraper.v1.0.4.tar.gz 
[root@node-2 ~]# docker load < dashboard.v2.0.0.tar.gz 
[root@node-2 ~]# docker load < metrics-scraper.v1.0.4.tar.gz

# 执行资源清单
[root@master-1 ~]# kubectl apply -f recommended-2.0.yaml 

# 创建用户授权
[root@master-1 ~]# kubectl create serviceaccount  dashboard-admin -n kubernetes-dashboard
[root@master-1 ~]# kubectl create clusterrolebinding  \
dashboard-admin --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kubernetes-dashboard:dashboard-admin

# 获取token
kubectl describe secrets \
-n kubernetes-dashboard $(kubectl -n kubernetes-dashboard get secret | awk '/dashboard-admin/{print $1}')

## 如果有权限修改或者配置修改
# 重启资源清单
[root@master-1 ~]# kubectl delete -f recommended-2.0.yaml
[root@master-1 ~]# kubectl apply -f recommended-2.0.yaml 
# 删除存在的用户
[root@master-1 ~]# kubectl delete clusterrolebinding dashboard-admin
# 创建用户授权
[root@master-1 ~]# kubectl create serviceaccount  dashboard-admin -n kubernetes-dashboard
[root@master-1 ~]# kubectl create clusterrolebinding  \
dashboard-admin --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kubernetes-dashboard:dashboard-admin
# 获取token
kubectl describe secrets \
-n kubernetes-dashboard $(kubectl -n kubernetes-dashboard get secret | awk '/dashboard-admin/{print $1}')

image-20230919104405297

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思考问题：为什么pod启再node1上但是用master访问的了？

答：因为kube-proxy的原因所有机器都进行了端口映射

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