Docker学习(五)-Kubernetes 集群搭建 - Spring Boot 应用

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简介

kubernetes,简称K8s,是用8代替8个字符“ubernete”而成的缩写。是一个开源的,用于管理云平台中多个主机上的容器化的应用,Kubernetes的目标是让部署容器化的应用简单并且高效(powerful),Kubernetes提供了应用部署,规划,更新,维护的一种机制。

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。

基本概念

Kubernetes 中的绝大部分概念都抽象成 Kubernetes 管理的一种资源对象

  • Master:Master 节点是 Kubernetes 集群的控制节点,负责整个集群的管理和控制。Master 节点上包含以下组件:
  • kube-apiserver:集群控制的入口,提供 HTTP REST 服务
  • kube-controller-manager:Kubernetes 集群中所有资源对象的自动化控制中心
  • kube-scheduler:负责 Pod 的调度
  • Node:Node 节点是 Kubernetes 集群中的工作节点,Node 上的工作负载由 Master 节点分配,工作负载主要是运行容器应用。Node 节点上包含以下组件:

    • kubelet:负责 Pod 的创建、启动、监控、重启、销毁等工作,同时与 Master 节点协作,实现集群管理的基本功能。
    • kube-proxy:实现 Kubernetes Service 的通信和负载均衡
    • 运行容器化(Pod)应用
  • Pod: Pod 是 Kubernetes 最基本的部署调度单元。每个 Pod 可以由一个或多个业务容器和一个根容器(Pause 容器)组成。一个 Pod 表示某个应用的一个实例

  • ReplicaSet:是 Pod 副本的抽象,用于解决 Pod 的扩容和伸缩
  • Deployment:Deployment 表示部署,在内部使用ReplicaSet 来实现。可以通过 Deployment 来生成相应的 ReplicaSet 完成 Pod 副本的创建
  • Service:Service 是 Kubernetes 最重要的资源对象。Kubernetes 中的 Service 对象可以对应微服务架构中的微服务。Service 定义了服务的访问入口,服务的调用者通过这个地址访问 Service 后端的 Pod 副本实例。Service 通过 Label Selector 同后端的 Pod 副本建立关系,Deployment 保证后端Pod 副本的数量,也就是保证服务的伸缩性。

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Kubernetes 主要由以下几个核心组件组成:

  • etcd 保存了整个集群的状态,就是一个数据库;
  • apiserver 提供了资源操作的唯一入口,并提供认证、授权、访问控制、API 注册和发现等机制;
  • controller manager 负责维护集群的状态,比如故障检测、自动扩展、滚动更新等;
  • scheduler 负责资源的调度,按照预定的调度策略将 Pod 调度到相应的机器上;
  • kubelet 负责维护容器的生命周期,同时也负责 Volume(CSI)和网络(CNI)的管理;
  • Container runtime 负责镜像管理以及 Pod 和容器的真正运行(CRI);
  • kube-proxy 负责为 Service 提供 cluster 内部的服务发现和负载均衡;

当然了除了上面的这些核心组件,还有一些推荐的插件:

  • kube-dns 负责为整个集群提供 DNS 服务
  • Ingress Controller 为服务提供外网入口
  • Heapster 提供资源监控
  • Dashboard 提供 GUI

组件通信

Kubernetes 多组件之间的通信原理:

  • apiserver 负责 etcd 存储的所有操作,且只有 apiserver 才直接操作 etcd 集群
  • apiserver 对内(集群中的其他组件)和对外(用户)提供统一的 REST API,其他组件均通过 apiserver 进行通信

    • controller manager、scheduler、kube-proxy 和 kubelet 等均通过 apiserver watch API 监测资源变化情况,并对资源作相应的操作
    • 所有需要更新资源状态的操作均通过 apiserver 的 REST API 进行
  • apiserver 也会直接调用 kubelet API(如 logs, exec, attach 等),默认不校验 kubelet 证书,但可以通过 --kubelet-certificate-authority 开启(而 GKE 通过 SSH 隧道保护它们之间的通信)

比如最典型的创建 Pod 的流程:​​

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  • 用户通过 REST API 创建一个 Pod
  • apiserver 将其写入 etcd
  • scheduluer 检测到未绑定 Node 的 Pod,开始调度并更新 Pod 的 Node 绑定
  • kubelet 检测到有新的 Pod 调度过来,通过 container runtime 运行该 Pod
  • kubelet 通过 container runtime 取到 Pod 状态,并更新到 apiserver 中

集群部署

使用kubeadm工具安装

1. master和node 都用yum 安装kubelet,kubeadm,docker
2. master 上初始化:kubeadm init
3. master 上启动一个flannel的pod
4. node上加入集群:kubeadm join

准备环境

Centos7  192.168.50.21 k8s-master  
Centos7  192.168.50.22 k8s-node01
Centos7  192.168.50.23 k8s-node02

修改主机名(3台机器都需要修改)

hostnamectl set-hostname k8s-master
hostnamectl set-hostname k8s-node01
hostnamectl set-hostname k8s-node02

关闭防火墙

systemctl stop firewalld.service

配置docker yum源

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2 wget
cd /etc/yum.repos.d
wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

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配置kubernetes yum 源

cd /opt/
wget https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg
wget https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
rpm --import yum-key.gpg
rpm --import rpm-package-key.gpg
cd /etc/yum.repos.d
vi kubernetes.repo 
输入以下内容
[kubernetes]
name=Kubernetes Repo
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64/
gpgcheck=1
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg
enabled=1

yum repolist

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master和node 安装kubelet,kubeadm,docker

yum install docker
yum install kubelet-1.13.1
yum install kubeadm-1.13.1

master 上安装kubectl

yum install kubectl-1.13.1

配置私有仓库和镜像加速地址,私有仓库配置参见

Docker学习(三)-简单的私有DockerHub搭建-CSDN博客

vi /etc/docker/daemon.json
{
    "registry-mirror":[
        "http://hub-mirror.c.163.com"
    ],
    "insecure-registries":[
        "192.168.50.24:5000"
    ]
}

启动docker

vi /etc/sysconfig/kubelet
systemctl daemon-reload
systemctl start docker 
docker info

master 上初始化:kubeadm init 

vi /etc/sysconfig/kubelet
KUBELET_EXTRA_ARGS="--fail-swap-on=false"
kubeadm init \
    --apiserver-advertise-address=192.168.50.21 \
    --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
    --kubernetes-version v1.13.1 \
    --pod-network-cidr=10.244.0.0/16

初始化命令说明:

--apiserver-advertise-address

指明用 Master 的哪个 interface 与 Cluster 的其他节点通信。如果 Master 有多个 interface,建议明确指定,如果不指定,kubeadm 会自动选择有默认网关的 interface。

--pod-network-cidr

指定 Pod 网络的范围。Kubernetes 支持多种网络方案,而且不同网络方案对 --pod-network-cidr 有自己的要求,这里设置为 10.244.0.0/16 是因为我们将使用 flannel 网络方案&#x文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-825688.html

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