k8s基础入门知识

自动化运维
平台化(ansible、git、gitlab、docker、jenkins、elk)
自动化（工具/脚本）
容器化（docker/k8s）
虚拟化

docker和虚拟机的区别
更高效的资源利用。虚拟机是一个完备的系统，容器只是一个进程。

虚拟机启动慢，容器是秒级
一致的运行环境
CI/CD
容器核心概念
镜像Image
（1）镜像是一个特殊的文件系统。它除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外，还包含了一些为运行时准备的一些配置参数（例如环境变量）。镜像不包含任何动态数据，其内容在构建之后也不会被改变。
（2）镜像采用的是AUFS，实现分层结构。镜像构建时，会一层层构建，前一层是后一层的基础。每一层构建完就不会再发生改变，后一层上的任何改变只发生在自己这一层。镜像是只读的。创建新镜像时，底层内容不变，只是给镜像增加了一个新层次。
容器Container
（1）容器可以认为是镜像的一次执行，是可读写的镜像。容器只是操作系统上的一个进程，进程执行完毕将会退出。不要假定容器会一直存在，应该假设它随时会崩溃。容器一旦出现故障，不要犹豫，直接将它删除，再启动一个。
（2）按照 Docker 最佳实践的要求，容器不应该向其存储层内写入任何数据,容器存储层要保持无状态化。所有的文件写入操作，都应该使用数据卷(Volume)、或者绑定宿主目录，在这些位置的读写会跳过容器存储层，直接对宿主(或网络存储)发生读写，其性能和稳定性更高。数据卷的生存周期独立于容器，容器消亡，数据卷不会消亡。
仓库Repository
仓库是镜像仓库，负责对Docker镜像进行管理的（类似仓库管理员），每个仓库可以包含多个标签(Tag)，每个标签对应一个镜像。也可以自己创建私有仓库。
k8s组成
这个集群主要包括两个部分：
一个Master节点（主节点）：用于对容器进行控制、调度，一般是物理服务器，
一群Node节点（计算节点）：工作负载节点，里面是具体的容器，可以是物理服务器，也可以是云主机

补充：
Pod是Kubernetes最基本的操作单元。一个Pod代表着集群中运行的一个进程，它内部封装了一个或多个紧密相关的容器。除了Pod之外，K8S还有一个Service的概念，一个Service可以看作一组提供相同服务的Pod的对外访问接口。

k8s架构图

k8s工作流程图简述

k8s配置及简单应用
1、作为master安装k8s（node11：192.168.4.11），同时作为node节点安装docker
2、修改docker配置文件，使之可以使用物理机上的私有镜像仓库

[root@node11 k8s_pkgs]# vim /etc/sysconfig/docker
OPTIONS='--selinux-enabled=false ... //关闭selinux
[root@node11 k8s_pkgs]# vim /etc/docker/daemon.json
{
"insecure-registries": ["192.168.4.254:5000"]
}
#################################################################################
[root@room9pc01 images]# docker images //物理机（192.168.4.254）搭建私有镜像仓库如下
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
192.168.8.254:5000/mysql latest 7bb2586065cd 10 weeks ago 476.9 MB
192.168.8.254:5000/pod-infrastructure latest 99965fb98423 19 months ago 208.6 MB
192.168.8.254:5000/guestbook-php-frontend latest 47ee16830e89 2 years ago 510 MB
192.168.8.254:5000/tomcat-app latest a29e200a18e9 2 years ago 358.2 MB
192.168.8.254:5000/redis-master latest 405a0b586f7e 3 years ago 419.1 MB
192.168.8.254:5000/guestbook-redis-slave latest e0c36a1fa372 3 years ago 109.5 MB
1
3、启动相关服务
k8s—master：
etcd：是一个数据库，保存了整个集群的状态
kube-apiserver：执行指令，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
kube-controller-manager：MT5实际操作www.gendan5.com/mt5.html 控制管理器，负责维护集群的状态，比如故障检测、自动扩展、滚动更新等
kube-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

k8s—node：
kubelet：接受指令的node节点（k8s客户端），负责维护容器的生命周期，同时也负责Volume（CVI）和网络（CNI）的管理
kube-proxy：代理节点，负责为Service提供cluster内部的服务发现和负载均衡
docker：真正的容器服务，负责镜像管理以及Pod和容器的真正运行

[root@node11 k8s_pkgs]# rpm -q docker
docker-1.13.1-91.git07f3374.el7.centos.x86_64
#master的组件
[root@node11 kubernetes]# systemctl start etcd
[root@node11 kubernetes]# systemctl enable etcd
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl start kube-apiserver.service
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl enable kube-apiserver.service
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl start kube-controller-manager.service
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl enable kube-controller-manager.service
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl start kube-scheduler.service
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl enable kube-scheduler.service
#node的组件
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl start docker
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl enable docker
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl start kubelet.service
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl enable kubelet.service
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl start kube-proxy.service
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl enable kube-proxy.service

4、修改配置，重启服务

[root@node11 k8s_pkgs]# ls /etc/kubernetes/
apiserver config controller-manager kubelet proxy scheduler
[root@node11 k8s_pkgs]# vim /etc/kubernetes/apiserver
KUBE_API_ADDRESS="--insecure-bind-address=0.0.0.0" //允许任何主机均可以访问本机
把ServiceAccount从KUBE_ADMISSION_CONTROL中删除 //删除服务帐号
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl restart kube-apiserver.service
[root@node11 k8s_pkgs]# vim /etc/kubernetes/config
KUBE_MASTER="--master=http://192.168.4.11:8080" //指定master的ip地址
[root@node11 k8s_pkgs]# vim /etc/kubernetes/kubelet
KUBELET_ADDRESS="--address=0.0.0.0" //定义客户端运行在所有地址上，便于master远程管理
KUBELET_API_SERVER="--api-servers=http://192.168.4.11:8080" //客户端指定服务器地址和ip
KUBELET_POD_INFRA_CONTAINER="--pod-infra-container-image=192.168.4.254:5000/pod-infrastructure" //指定pod（容器组）的私有镜像仓库
[root@node11 k8s_pkgs]# systemctl restart kubelet

5、应用测试tomcat+mysql

[root@node11 tomcat_mysql]# vim mysql-rc.yaml /创建mysql的rc声明文件
apiVersion: v1
kind: ReplicationController //类型声明
metadata:
name: mysql //rc名称
spec: //文件声明
replicas: 1 //要求标签是app:mysql的pod数目是1
selector: //选择器，查找标签是app:mysql的pod
app: mysql
template: //如果pod数目不达标，创建满足以下条件的pod
metadata:
labels:
app: mysql
spec:
containers:

name: mysql
image: 192.168.4.254:5000/mysql //私有镜像仓库
ports:
- containerPort: 3306
  env:
- name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
  value: "123456"

#根据yaml文件创建相关资源
[root@node11 tomcat_mysql]# kubectl create -f mysql-rc.yaml //启动一个名称为mysql的rc容器
[root@node11 tomcat_mysql]# kubectl get rc //获取容器信息
NAME DESIRED CURRENT READY AGE
mysql 1 1 1 1h
[root@node11 tomcat_mysql]# kubectl get pod //该pod容器组包含一个基础架构容器和mysql容器
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
mysql-v0pdr 1/1 Running 0 1h

#查看到pod后，查看其详细消息
[root@node11 tomcat_mysql]# kubectl describe pod mysql-v0pdr //查看pod信息
[root@node11 tomcat_mysql]# docker ps

#创建mysql服务
[root@node11 tomcat_mysql]# vim mysql-svc.yaml //启动mysql容器服务脚本
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: mysql
spec:
ports:

port: 3306
selector:
app: mysql
[root@node11 tomcat_mysql]# kubectl create -f mysql-svc.yaml //启动mysql容器的mysql服务
[root@node11 tomcat_mysql]# kubectl get services //查看启动的服务
NAME CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
kubernetes 10.254.0.1 <none> 443/TCP 4h
mysql 10.254.164.241 <none> 3306/TCP 7m
mysql服务没有EXTERNAL-IP，因为用户不直接访问mysql，而是访问web服务

#创建web服务
[root@node11 tomcat_mysql]# vim myweb-rc.yaml //启动comcat容器脚本
kind: ReplicationController
metadata:
name: myweb
spec:
replicas: 5 //副本个数
selector:
app: myweb
template:
metadata:
labels:
app: myweb
spec:
containers:

name: myweb
image: 192.168.4.254:5000/tomcat-app //私有仓库镜像
ports:
- containerPort: 8080
  env:
- name: MYSQL_SERVICE_HOST //连接mysql容器
  value: 'mysql'
- name: MYSQL_SERVICE_PORT
  value: '3306'
  [root@node11 tomcat_mysql]# kubectl create -f myweb-rc.yaml
  [root@node11 tomcat_mysql]# kubectl get rc
  NAME DESIRED CURRENT READY AGE
  mysql 1 1 1 2h
  myweb 5 5 5 35s
  [root@node11 tomcat_mysql]# kubectl get pods
  NAME READY STATUS RESTARTS AGE
  mysql-v0pdr 1/1 Running 0 2h
  myweb-jsb1k 1/1 Running 0 47s
  myweb-kl2gk 1/1 Running 0 47s
  myweb-l1qvq 1/1 Running 0 47s
  myweb-p0n7g 1/1 Running 0 47s
  myweb-sh6jl 1/1 Running 0 47s
  [root@node11 tomcat_mysql]# vim myweb-svc.yaml //myweb服务脚本
  apiVersion: v1
  kind: Service
  metadata:
  name: myweb
  spec:
  type: NodePort
  ports:
  - port: 8080 //以下两行表示访问node的30001，将会映射到pod的8080
    nodePort: 30001
    selector:
    app: myweb
    [root@node11 tomcat_mysql]# kubectl create -f myweb-svc.yaml //启动myweb服务
    [root@node11 tomcat_mysql]# kubectl get service
    NAME CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
    kubernetes 10.254.0.1 <none> 443/TCP 4h
    mysql 10.254.164.241 <none> 3306/TCP 30m
    myweb 10.254.222.24 <nodes> 8080:30001/TCP 26s
    [root@node11 tomcat_mysql]# docker ps |awk '{print $2}'
    ID
    192.168.4.254:5000/tomcat-app
    192.168.4.254:5000/tomcat-app
    192.168.4.254:5000/tomcat-app
    192.168.4.254:5000/tomcat-app
    192.168.4.254:5000/tomcat-app
    192.168.4.254:5000/pod-infrastructure //myweb基础架构容器
    192.168.4.254:5000/pod-infrastructure
    192.168.4.254:5000/pod-infrastructure
    192.168.4.254:5000/pod-infrastructure
    192.168.4.254:5000/pod-infrastructure
    192.168.4.254:5000/mysql
    192.168.4.254:5000/pod-infrastructure //mysql基础架构容器
    #myweb将启动5个pod和10个容器，因为每个pod需要有一个基础架构容器，还需要有一个工作容器，同理mysql也会启动1个pod和一个容器

浏览器访问http://192.168.4.11:30001/
删除一个容器后，k8s会发现容器数目已经少于rc声明，它会自动创建新的对应容器

[root@node11 tomcat_mysql]# docker rm -f c1bf3822f088
[root@node11 tomcat_mysql]# docker ps
1
2
如果想要动态调整pod数目，只是将rc改个数即可

[root@node11 tomcat_mysql]# kubectl scale --replicas=3 replicationcontroller myweb //将myweb容器个数调整为3个
[root@node11 tomcat_mysql]# kubectl get rc
NAME DESIRED CURRENT READY AGE
mysql 1 1 1 1h
myweb 3 3 3 36m
[root@node11 tomcat_mysql]# kubectl get pod
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
mysql-hg9z0 1/1 Running 0 58m
myweb-3g6rz 1/1 Running 0 32m
myweb-90jts 1/1 Running 0 32m
myweb-rvrr1 1/1 Running 0 32m
[root@node11 tomcat_mysql]# docker ps -a |awk '{print $2}' //docker个数也自动调整
ID
192.168.4.254:5000/tomcat-app
192.168.4.254:5000/tomcat-app
192.168.4.254:5000/tomcat-app
192.168.4.254:5000/pod-infrastructure
192.168.4.254:5000/pod-infrastructure
192.168.4.254:5000/pod-infrastructure
192.168.4.254:5000/mysql
192.168.4.254:5000/pod-infrastructure

删除服务（pod也称微服务）、rc

[root@node11 tomcat_mysql]# kubectl delete service mysql
service "mysql" deleted
[root@node11 tomcat_mysql]# kubectl delete service myweb
service "myweb" deleted
[root@node11 tomcat_mysql]# kubectl delete rc mysql
replicationcontroller "mysql" deleted
[root@node11 tomcat_mysql]# kubectl delete rc myweb
replicationcontroller "myweb" deleted
[root@node11 tomcat_mysql]# docker ps //无容器运行

php-redis主从

#redis-master
[root@node11 php_redis]# ls
frontend-controller.yaml redis-master-controller.yaml redis-slave-controller.yaml
frontend-service.yaml redis-master-service.yaml redis-slave-service.yaml
[root@node11 php_redis]# vim redis-master-controller.yaml
piVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
name: redis-master
labels:
name: redis-master
spec:
replicas: 1
selector:
name: redis-master
template:
metadata:
labels:
name: redis-master
spec:
containers:

name: master
image: 192.168.4.254:5000/redis-master
ports:
- containerPort: 6379
  [root@node11 php_redis]# kubectl create -f redis-master-controller.yaml
  [root@node11 php_redis]# vim redis-master-service.yaml
  apiVersion: v1
  kind: Service
  metadata:
  name: redis-master
  labels:
  name: redis-master
  spec:
  ports:
  - port: 6379
    targetPort: 6379
    selector:
    name: redis-master
    [root@node11 php_redis]# kubectl create -f redis-master-service.yaml

#redis-slave
[root@node11 php_redis]# vim redis-slave-controller.yaml
apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
name: redis-slave
labels:
name: redis-slave
spec:
replicas: 2
selector:
name: redis-slave
template:
metadata:
labels:
name: redis-slave
spec:
containers:

name: slave
image: 192.168.4.254:5000/guestbook-redis-slave
env:
- name: GET_HOSTS_FORM
  value: env
  ports:
- containerPort: 6379
  [root@node11 php_redis]# vim redis-slave-service.yaml
  apiVersion: v1
  kind: Service
  metadata:
  name: redis-slave
  labels:
  name: redis-slave
  spec:
  ports:
  - port: 6379
    selector:
    name: redis-slave
    [root@node11 php_redis]# kubectl create -f redis-slave-service.yaml
    [root@node11 php_redis]# kubectl get rc
    NAME DESIRED CURRENT READY AGE
    redis-master 1 1 1 9m
    redis-slave 2 2 2 1m
    [root@node11 php_redis]# kubectl get pod
    NAME READY STATUS RESTARTS AGE
    redis-master-cn208 1/1 Running 0 9m
    redis-slave-dctvw 1/1 Running 0 1m
    redis-slave-gxtfs 1/1 Running 0 1m
    [root@node11 php_redis]# kubectl get service
    NAME CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
    kubernetes 10.254.0.1 <none> 443/TCP 9h
    redis-master 10.254.174.239 <none> 6379/TCP 8m
    redis-slave 10.254.117.213 <none> 6379/TCP 42s

#frontend（前端）
[root@node11 php_redis]# vim frontend-controller.yaml
apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
name: frontend
labels:
name: frontend
spec:
replicas: 3
selector:
name: frontend
template:
metadata:
labels:
name: frontend
spec:
containers:

name: frontend
image: 192.168.4.254:5000/guestbook-php-frontend
env:
- name: GET_HOSTS_FROM
  value: env
  ports:
  - containerPort: 80
  - [root@node11 php_redis]# kubectl create -f frontend-controller.yaml
    [root@node11 php_redis]# vim frontend-service.yaml
    apiVersion: v1
    kind: Service
    metadata:
    name: frontend
    labels:
    name: frontend
    spec:
    type: NodePort
    ports:
    - port: 80
      nodePort: 30001
      selector:
      name: frontend
      [root@node11 php_redis]# kubectl create -f frontend-service.yaml
      [root@node11 php_redis]# kubectl get rc
      NAME DESIRED CURRENT READY AGE
      frontend 3 3 3 2m
      redis-master 1 1 1 14m
      redis-slave 2 2 2 6m
      [root@node11 php_redis]# kubectl get pod
      NAME READY STATUS RESTARTS AGE
      frontend-3dqhv 1/1 Running 0 2m
      frontend-ct7qw 1/1 Running 0 2m
      frontend-tz3p4 1/1 Running 0 2m
      redis-master-cn208 1/1 Running 0 14m
      redis-slave-dctvw 1/1 Running 0 6m
      redis-slave-gxtfs 1/1 Running 0 6m
      [root@node11 php_redis]# kubectl get service
      NAME CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
      frontend 10.254.210.184 <nodes> 80:30001/TCP 42s
      kubernetes 10.254.0.1 <none> 443/TCP 9h
      redis-master 10.254.174.239 <none> 6379/TCP 13m
      redis-slave 10.254.117.213 <none> 6379/TCP 5m