浅尝kubernetes

浅尝kubernetes

前言：我们早学习一门技术之前并不需要从头到尾的详细的查看一遍，只需要看一看是什么？能干什么？怎么用？即可！

一、了解kubernetes

Kubernetes 也称为 K8s，是用于自动部署、扩缩和管理容器化应用程序的开源系统。它将组成应用程序的容器组合成逻辑单元，以便于管理和服务发现。Kubernetes 源自Google 15 年生产环境的运维经验，同时凝聚了社区的最佳创意和实践。

内容简介

Kubernetes是Google开源的一个容器编排引擎，它支持自动化部署、大规模可伸缩、应用容器化管理。在生产环境中部署一个应用程序时，通常要部署该应用的多个实例以便对应用请求进行负载均衡。

在Kubernetes中，我们可以创建多个容器，每个容器里面运行一个应用实例，然后通过内置的负载均衡策略，实现对这一组应用实例的管理、发现、访问，而这些细节都不需要运维人员去进行复杂的手工配置和处理。

特点

  • 可移植: 支持公有云，私有云，混合云，多重云（multi-cloud）
  • 可扩展: 模块化，插件化，可挂载，可组合
  • 自动化: 自动部署，自动重启，自动复制，自动伸缩/扩展

组件

  • Master 组件

    • kube-apiserver
    • ETCD
    • kube-controller-manager
    • cloud-controller-manager
    • kube-scheduler
    • 插件 addons
      • DNS
      • 用户界面
      • 容器资源监测
      • Cluster-level Logging

  • 节点（Node）组件

    • kubelet
    • kube-proxy
    • dockers
    • RKT
    • supervisord
    • fluentd

Master 组件

Master组件提供集群的管理控制中心。

Master组件可以在集群中任何节点上运行。但是为了简单起见，通常在一台VM/机器上启动所有Master组件，并且不会在此VM/机器上运行用户容器。请参考构建高可用群集以来构建multi-master-VM。

kube-apiserver

kube-apiserver用于暴露Kubernetes API。任何的资源请求/调用操作都是通过kube-apiserver提供的接口进行。请参阅构建高可用集群。

ETCD

etcd是Kubernetes提供默认的存储系统，保存所有集群数据，使用时需要为etcd数据提供备份计划。

kube-controller-manager

kube-controller-manager运行管理控制器，它们是集群中处理常规任务的后台线程。逻辑上，每个控制器是一个单独的进程，但为了降低复杂性，它们都被编译成单个二进制文件，并在单个进程中运行。

这些控制器包括：

  • 节点（Node）控制器。
  • 副本（Replication）控制器：负责维护系统中每个副本中的pod。
  • 端点（Endpoints）控制器：填充Endpoints对象（即连接Services&Pods）。
  • Service Account和Token控制器：为新的Namespace创建默认帐户访问API Token。

cloud-controller-manager

  • 副本（Replication）控制器：负责维护系统中每个副本中的pod。
  • 端点（Endpoints）控制器：填充Endpoints对象（即连接Services&Pods）。
  • Service Account和Token控制器：为新的Namespace创建默认帐户访问API Token。

kube-scheduler

kube-scheduler监视新创建没有分配到Node的Pod，为Pod选择一个Node。

插件 addons

插件（addon）是实现集群pod和Services功能的。Pod由Deployments，ReplicationController等进行管理。Namespace 插件对象是在kube-system Namespace中创建。

DNS

虽然不严格要求使用插件，但Kubernetes集群都应该具有集群 DNS。

群集 DNS是一个DNS服务器，能够为 Kubernetes services提供 DNS记录。

由Kubernetes启动的容器自动将这个DNS服务器包含在他们的DNS searches中。

用户界面

kube-ui提供集群状态基础信息查看。

容器资源监测

容器资源监控提供一个UI浏览监控数据。

Cluster-level Logging

Cluster-level logging，负责保存容器日志，搜索/查看日志。

节点 Node 组件

节点组件运行在Node，提供Kubernetes运行时环境，以及维护Pod。

kubelet

kubelet是主要的节点代理，它会监视已分配给节点的pod，具体功能：

  • 安装Pod所需的volume。
  • 下载Pod的Secrets。
  • Pod中运行的 docker（或experimentally，rkt）容器。
  • 定期执行容器健康检查。
  • Reports the status of the pod back to the rest of the system, by creating amirror podif necessary.
  • Reports the status of the node back to the rest of the system.

kube-proxy

kube-proxy通过在主机上维护网络规则并执行连接转发来实现Kubernetes服务抽象。

docker

docker用于运行容器。

RKT

rkt运行容器，作为docker工具的替代方案。

supervisord

supervisord是一个轻量级的监控系统，用于保障kubelet和docker运行。

fluentd

fluentd是一个守护进程，可提供cluster-level loggi

二、kubernetes的安装

使用部署工具安装 Kubernetes的方式有很多，我喜欢第三种方式他是图形化的安装方式，比较适合小白

  • 使用 kubeadm 引导集群
  • 使用 kOps 安装 Kubernetes
  • 使用 Kubespray 安装 Kubernetes

Kuboard-Spray

Kuboard-Spray 是一款可以在图形界面引导下完成 Kubernetes 高可用集群离线安装的工具，开源仓库的地址为 Kuboard-Spray

准备工作

需要注意的是 我们需要两台电脑，或者说是两天服务器，应为Kuboard-Spray不能和kubernetes在一台服务器上（虚拟机除外）

其实我们可是在自己的笔记本上安装Docker，通过Docker的方式在本机上安装 Kuboard-Spray，只需要保证笔记本能够访问将要安装K8s的服务器就可以（有跳板机也行）。

安装 Kuboard-Spray

  • 取一台服务器或虚拟机，执行一条命令，即可完成 Kuboard-Spray 的安装。

    对这台服务器的最低要求为：

    • 1核2G

    • 不少于 10G 磁盘空余空间

    • 已经安装好 docker

    待执行的命令如下：

docker run -d \
  --privileged \
  --restart=unless-stopped \
  --name=kuboard-spray \
  -p 8080:80/tcp \
  -v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock \
  -v ~/kuboard-spray-data:/data \
  eipwork/kuboard-spray:v1.24-amd64
  # 如果抓不到这个镜像，可以尝试一下这个备用地址：
  # swr.cn-east-2.myhuaweicloud.com/kuboard/kuboard-spray:latest-amd64
  • 在浏览器打开地址 http://这台机器的IP:8080，输入用户名 admin，默认密码 Kuboard123，即可登录 Kuboard-Spray 界面
image-20230625154827294

加载离线资源包

首先我们需要先下载离线包，要注意的是版本需要和上面kuboard-spray:v1.24-amd64 所对应，不然会报错

  • 在 Kuboard-Spray 界面中，导航到 系统设置 --> 资源包管理 界面，可以看到已经等候您多时的 Kuboard-Spray 离线资源包，如下图所示：

    image-20230625155219313

  • 点击 导 入 按钮，在界面的引导下完成资源包的加载。

    • 权限问题

      • 导入资源包时，可能会碰到 no such file or directory 或者 permission denied 之类的错误提示，通常是因为您开启了 SELinux，导致 kuboard-spray 不能读取映射到容器 /data 的路径

    • 离线导入

      • 如果您处在内网环境，上图中的列表默认将是空的，请注意其中的 离线加载资源包 按钮，它可以引导您轻松完成资源包的离线加载过程

规划并安装集群

  • 在 Kuboard-Spray 界面中，导航到 集群管理 界面，点击界面中的 添加集群安装计划 按钮，填写表单如下：

    • 集群名称： 自定义名称，本文中填写为 kuboard123，此名称不可以修改；
    • 资源包：选择前面步骤中导入的离线资源包。

    创建集群安装计划

  • 点击上图对话框中的 确定 按钮后，将进入集群规划页面，在该界面中添加您每个集群节点的连接参数并设置节点的角色，如下图所示：

    重要： kuboard-spray 所在机器不能当做 K8S 集群的一个节点，因为安装过程中会重启集群节点的容器引擎，这会导致 kuboard-spray 被重启掉。

    集群规划

  • 点击上图的 保存 按钮，再点击 执行 按钮，可以启动集群的离线安装过程，如下图所示：

    集群安装

  • 取决于您机器的性能和网络访问速度，大概喝一杯茶的功夫，集群就安装好了，安装成功时，日志界面的显示如下图所示：

    集群日志

访问集群

  • 如果集群日志界面提示您集群已经安装成功，此时您可以返回到集群规划页面，此界面将自动切换到 访问集群 标签页，如下图所示：

    界面给出了三种方式可以访问 kubernetes 集群：

    • 在集群主节点上执行 kubectl 命令
    • 获取集群的 .kubeconfig 文件
    • 将集群导入到 kuboard管理界面

    访问集群

三、k8s常用的命令

下面是一些常用的Kubernetes（K8s）命令，以及它们的简要说明。这些命令可以帮助您管理和操作Kubernetes集群中的资源。

集群管理命令：

  • kubectl cluster-info: 显示集群的基本信息。
  • kubectl config use-context <context_name>: 切换到指定的上下文。
  • kubectl get nodes: 列出集群中的节点。
  • kubectl describe node <node_name>: 显示节点的详细信息。

命名空间管理命令：

  • kubectl get namespaces: 列出所有命名空间。
  • kubectl create namespace <namespace_name>: 创建一个命名空间。
  • kubectl delete namespace <namespace_name>: 删除一个命名空间及其下的所有资源。
  • kubectl config set-context --current --namespace=<namespace_name>: 设置当前上下文的命名空间。

资源查看和操作命令：

  • kubectl get <resource_type>: 列出指定类型的资源。
  • kubectl describe <resource_type> <resource_name>: 显示指定资源的详细信息。
  • kubectl create -f <yaml_file>: 根据 YAML 文件创建资源。
  • kubectl apply -f <yaml_file>: 根据 YAML 文件创建或更新资源。
  • kubectl delete <resource_type> <resource_name>: 删除指定的资源。

Pod 相关命令：

  • kubectl get pods: 列出所有 Pod。
  • kubectl describe pod <pod_name>: 显示 Pod 的详细信息。
  • kubectl logs <pod_name>: 查看 Pod 的日志。
  • kubectl exec -it <pod_name> -- <command>: 在 Pod 内部执行命令。

服务相关命令：

  • kubectl get services: 列出所有服务。
  • kubectl describe service <service_name>: 显示服务的详细信息。
  • kubectl port-forward <pod_name> <host_port>:<container_port>: 将本地端口转发到 Pod 的端口。

部署相关命令：

  • kubectl get deployments: 列出所有部署。
  • kubectl describe deployment <deployment_name>: 显示部署的详细信息。
  • kubectl scale deployment <deployment_name> --replicas=<replica_count>: 扩展或缩减部署的副本数量。

配置和密钥相关命令：

  • kubectl create configmap <configmap_name> --from-file=<file_path>: 创建配置映射。
  • kubectl create secret <secret_type> <secret_name> --from-literal=<key>=<value>: 创建密钥。

这些命令涵盖了Kubernetes的常见功能和用例，可以帮助您管理和操作集群中的资源。您可以通过在命令后面添加 --help 选项来获取更多关于每个命令的详细帮助信息。例如：kubectl get pods --help

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