初识Kubernetes及快速安装

之前几篇介绍了Docker是什么以及怎么使用，但Docker只是容器管理工具，如果想要在Docker上部署大型应用，首先就是要解决网络的问题，还有一系列复杂的问题，包括集群管理，负载均衡等。此时就需要容器编排部署工具来解决这些问题。

容器编排部署工具

容器管理工具可以完成容器的基础管理，但是容器的应用并不是只能进行简单应用部署的，可以使用容器完成企业中更加复杂的应用部署，当需要对多应用的系统进行部署时，就需要更加复杂的工具来完成对容器运行应用的编排，这就是容器编排部署工具。

容器编排部署工具有：

（1）docker三剑客：docker machine、docker compose、docker swarm

（2）mesos+marathon

（3）kubernetes

Kubernetes介绍

kubernetes简称为k8s，8是因为k和s之间有8个字母，是谷歌内部的Borg系统的开源版本，也是目前主流的容器编排部署工具。

k8s是一个轻便的和可扩展的开源平台，用于管理多个主机上的容器化的应用，让部署容器化的应用简单并且高效，提供了应用部署、规划、更新、维护的一种机制，能进行应用的自动化部署及扩缩容。

如上图所示，k8s集群是Master和Worker的模式。

Master节点上有kube-apiserver、kube-controller-mansger、kube-scheduler以及etcd进程，分别用于接收客户端请求并控制集群、资源对象的控制中心并监控容器健康、资源调度、资源对象数据存储等功能。

Worker节点上有kubelet、kube-proxy、docker，分别用于管理Pod及Pod容器并定时向Master汇报节点资源信息、实现Service的透明代理及负载均衡、运行容器。

k8s主要功能介绍

（1）自动装箱

基于容器对应用运行环境的资源配置要求自动部署应用容器

（2）自我修复

当容器失败时，会对容器进行重启

当所部署的Node节点宕机时，会对容器进行重新部署和重新调度

当容器未通过监控检查时，会关闭此容器，直到容器正常运行时，才会对外提供服务。

（3）水平扩展

通过简单的命令、用户UI界面或基于CPU等资源使用情况，对应用容器进行扩容或缩容

（4）服务发现

不需要使用额外的服务发现机制，k8s自身具备服务发现和负载均衡

（5）滚动更新

可根据应用的变化，对应用容器运行的应用，进行一次性或批量的更新

（6）版本回退

可根据应用部署情况，对应用容器运行的应用，进行历史版本回退

（7）密钥和配置管理

在不需要重新构建镜像的情况下，可以部署、更新密钥和应用配置，类似热部署

（8）存储编排

自动实现存储系统挂载及应用，特别对有状态应用应用实现数据持久化特别重要

存储系统可以是本地目录，网络存储、公共云存储服务等。

快速安装

一、准备

1、禁用SELINUX，目的是为了让容器可以读取主机文件系统，重启生效

vim /etc/selinux/config
将 
SELINUX=enforcing
改成
SELINUX=disabled

注：所有机器都要改动

2、关闭swap分区

kubernetes集群部署必须关闭swap分区，否则会报错，重启生效（为了搞这个，我的虚拟机搞崩两台）

vim /etc/fstab

注释掉带有swap的那一行

使用free -m查看是否已关闭，都是0表示已关闭

注：所有机器都要改动

3、添加网桥过滤

（1）添加网桥过滤及地址转发

vim /etc/sysctl.d/k8s.conf

net.bridge.bridge-ng-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-ng-call-iptables = 1
net.ipv4.ip_forword = 1

（2）使用下列命令加载br_netfilter模块

modprobe br_netfilter

（3）使用下列命令查看是否已加载

lsmod | grep br_netfilte

（4）使用下列命令加载网桥过滤文件

sysctl -p /etc/sysctl.d/k8s.conf

注：所有机器都要改动

4、开启IPVS

（1）安装ipset、ipvsadm

yum -y install ipset ipvsadm

（2）添加需要加载的模块

vim /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules
#!/bin/bash
modprobe -- ip_vs
modprobe -- ip_vs_rr
modprobe -- ip_vs_wrr
modprobe -- ip_vs_sh
modprobe -- nf_conntrack_ipv4

（3）运行上述脚本

sh /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules

查看是否已加载：

lsmod | grep ip_vs

注：所有机器都要改动

5、安装docker

-->docker安装

安装之后，需要更改docker配置文件

vim /etc/docker/daemon.json

#添加下面这行配置
{
  "exec-opts":["native.cgroupdriver=systemd"]
}

注：所有机器都要改动

二、安装k8s集群

1、需安装组件

kubeadm	kubelet	kubectl
初始化集群、管理集群等	用于接收api-server指令，对pod生命周期进行管理	集群命令行管理工具

2、设置阿里云yum源

vim /etc/yum.repos.d/k8s.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

查看kubeadm最新版本

yum list | grep kubeadm

注：所有机器都要改动

3、安装组件

此处安装版本为1.16.0，按需改动版本

yum -y install kubeadm-1.16.0-0  kubelet-1.16.0-0 kubectl-1.16.0-0

注：所有机器都要安装

4、配置kubelet

vim /etc/sysconfig/kubelet

KUBELET_EXTRA_ARGS="--cgroup-driver=systemd"

配置开机自启动：

systemctl enable kubelet

注：所有机器都要改动

5、查看需要下载的镜像

Master机器上需要的镜像可以用下列命令查看：

kubeadm config images list

可以使用如下脚本下载：

#!/bin/bash
img_list='
gotok8s/kube-apiserver:v1.16.0
gotok8s/kube-controller-manager:v1.16.0
gotok8s/kube-scheduler:v1.16.0
gotok8s/kube-proxy:v1.16.0
gotok8s/pause:3.1
gotok8s/etcd:3.3.15-0
gotok8s/coredns:1.6.2
'

#拉取镜像 
for img in ${img_list}
do
       docker pull $img
done

#使用docker tag重新打标
for img in ${img_list}
do
       docker tag $img k8s.gcr.io${img:7}
done

#删除不需要的镜像
for img in ${img_list}
do
        docker rmi $img
done

Worker节点上的需要如下镜像

k8s.gcr.io/kube-proxy:v1.16.0
k8s.gcr.io/pause:3.1

可以使用Docker镜像导入导出命令：

#导出
docker save -o kube-proxy.tar k8s.gcr.io/kube-proxy:v1.16.0 
#导入
docker load -i kube-proxy.tar

6、集群初始化

在master节点上使用如下命令，包括指定kubernetes版本以及当前主机ip

kubeadm init --kubernetes-version=v1.16.0  --apiserver-advertise-address=192.168.197.100

会进行集群初始化以及各种证书的创建操作等。

出现如下内容说明初始化成功，里面包含接下来需要的操作，包括配置文件拷贝以及节点加入集群。

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 192.168.197.100:6443 --token cmx34b.juizw6tp9ptlgg9i 
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:77661093886eb76ffa7595e200a4ce2a5b20f02c164f4946956dff16d941a1e7

（1）根目录下创建".kube"文件夹

mkdir -p $HOME/.kube
sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

（2）使用如下命令安装网络插件weave

kubectl apply -f "https://cloud.weave.works/k8s/net?k8s-version=$(kubectl version | base64 | tr -d 'n')"

（3）将worker节点加入集群中

在workder节点上执行如下命令

kubeadm join 192.168.197.100:6443 --token cmx34b.juizw6tp9ptlgg9i 
    --discovery-token-ca-cert-hash sha256:77661093886eb76ffa7595e200a4ce2a5b20f02c164f4946956dff16d941a1e7

7、验证集群是否可用

#获取集群节点
kubectl get nodes

#查看集群健康状况
kubectl cluster-info

还有一种安装方式：二进制文件安装k8s集群，比较麻烦，有空看一下怎么搞。