1. Kubernetes介绍 #
- Kuberneters是Google在2014年6月开源的一个容器集群管理系统,使用Go语言开发,Kubernetes也叫k8s
- K8s是Google内部一个叫Borg的容器集群管理系统衍生了来的,Borg已经在Google大规模生产运行了十年之久
- K8s主要用于自动化部署、扩展和管理容器应用,提供了资源调试度、部署管理、服务发现、扩容缩容、监控等一整套功能
- 2015年7月,K8s v 1.0正式发布,截止到2018年1月27日最稳定版本是v1.9.2
- k8s目标是让部署容器化应用简洁高效
- 官网 www.kubernetes.io
2. Kubernetes主要功能 #
功能 |
说明 |
数据卷 |
Pod中容器之间共享数据,可以使用数据卷 |
应用程序健康检查 |
容器内服务可能进程堵塞无法处理请求,可以设置监控检查策略保证应用健壮性 |
复制应用程序实例 |
控制器维护着Pod副本数量,保证一个Pod或一组同类的Pod数量始终可用 |
弹性伸缩 |
根据设定的指标(CPU利用率)自动绽放Pod副本数 |
服务发现 |
使用环境变量或DNS服务插件保证容器中程序发现Pod入口访问地址 |
负载均衡 |
一组Pod副本分配一个私有的集群IP地址,负载均衡转发到后端容器。在集群内部其它Pod可通过这个ClusterIP访问应用 |
滚动更新 |
更新服务不中断,一次更新一个Pod, 而不是删除整个服务 |
服务编排 |
通过文件描述部署服务,使得应用程序部署变的更高效 |
资源监控 |
Node节点组成cAdvisor资源收集工具,可通过Heapster汇总整个集群节点资源数据,然后存储到InfluxDB时序数据库,再由Grafana展示 |
提供认证和授权 |
支持角色访问控制(RBAC)认证授权等策略 |
3. 基本对象概念 #
功能 |
说明 |
Pod |
Pod是最小的部署单元,一个Pod有一个或多个容器组成,Pod中容器共享存储和网络,在同一个台Docker主机上运行 |
Service |
Service是一个应用程序抽象,定义了Pod逻辑集合和访问这个Pod集合的策略。Service代理Pod集合对外表现是为一个访问入口,分配一个集群IP地址,来自这个IP的请求将负载均衡转发后端Pod中的容器。Service通过Label Selector选择一组Pod提供服务 |
Volume |
数据卷,共享Pod中容器使用的数据 |
Namespace |
命名空间将对象逻辑上分配到不同Namespace,可以是不同的项目、用户等区分管理,并设定控制策略,从而实现多租户。命名空间也称为虚拟集群 |
Label |
标签用于区分对象(比如Pod、Service),键/值对存在; 每个对象可以有多个标签,通过标签关联对象 |
4. 高层抽象 #
功能 |
说明 |
ReplicaSet |
下一个Replication Controller,确保任何给定时间指定的Pod副本数量,并提供声明式更新等功能。RC与RS唯一区别就是label selector支持不同,RS支持新的基于集合的标签,RC仅支持基于等式的标签 |
Deployment |
Deployment是一个更高层次的API对象,它管理ReplicaSets和Pod,并提供声明式更新等功能。官方建议使用Deployment管理ReplicaSets,而不是直接使用ReplicaSets,这就意味着可能永远不需要直接操作ReplicaSet对象 |
StatefulSet |
StatefulSet适合持久性的应用程序,有唯一的网络标识符(IP),持续存储,有序的部署、扩展、删除和滚动更新 |
DaemonSet |
DaemonSet确保所有(或一些)节点运行同一个Pod。当节点加入Kubernets集群中,Pod会被调度到该节点上运行,当节点从集群中移除时,DaemonSet的Pod会被删除。删除DaemonSet会清理它所有创建的Pod. |
Job |
一次性任务,任务完成后Pod销毁,不再重新启动新容器,还可以任务定时运行 |
5. 系统架构和组件功能 #
5.1 Master组件 #
功能 |
说明 |
kube-apiserver |
Kubernetes API,集群的统一入口,各组件协调者,以HTTP API提供接口服务,所以对象资源的增删改查和监控操作都交给APIServer处理后再提交给Etcd存储 |
kube-controller-manager |
处理集群中常规后台任务,一个资源对应一个控制器,而ControllerManager就是负责管理这些控制器的 |
kube-scheduler |
根据调度算法为新创建的Pod选择一个Node节点 |
5.2 Node组件 #
功能 |
说明 |
kubelet |
kubelet是Master在Node节点上的Agent,管理本机运行容器的生命周期,比如创建容器,Pod挂载数据卷、下载secret、获取容器和节点状态等工作。kubelet将每个Pod转换成一组容器 |
kube-proxy |
在Node节点上实现Pod网络代理,维护网络规划 和四层负载均衡工作 |
docker或rocket/rkt |
运行容器 |
5.3 第三方服务 #
功能 |
说明 |
etcd |
分布式键值存储系统,用于保持集群状态,比如Pod、Service等对象信息 |
6. 集群部署 #
- 环境规划
- 安装Docker
- 自签TLS证书
- 部署Etcd集群
- 部署Flannel网络
- 创建Node节点
kubeconfig
文件
- 获取K8S二进制包
- 运行Master组件
- 运行Node组件
- 查询集群状态
- 启动一个测试示例
- 部署WebUI(Dashboard)
6.1 环境规划 #
软件 |
版本 |
Linux操作系统 |
CentOS7.4_x64 |
Kubernetes |
1.9 |
Docker |
17.12-ce |
Etcd |
3.0 |
角色 |
IP |
组件 |
master |
192.168.0.211 |
kube-apiserver、kube-container-manager、kube-scheduler、etcd |
node01 |
192.168.0.212 |
kubelet、kube-proxy、docker、flannel、etcd |
node02 |
192.168.0.213 |
kubelet、kube-proxy、docker、flannel、etcd |
组件 |
作用 |
kube-apiserver |
|
kube-container-manager |
|
kube-scheduler |
|
kubelet、kube |
|
kube-proxy |
|
docker |
容器 |
flannel |
容器之间的跨主机通信 |
etcd |
用于集群间通信 |
关闭selinux
vi /etc/selinux/config
SELINUX=disabled
6.2 安装Docker #
cat /etc/docker/daemon.json
6.3 自签TLS证书 #