k8s基础知识介绍

今天小编就为大家带来一篇介绍k8s基础知识的文章。小编觉得挺实用的，为此分享给大家做个参考。一起跟随小编过来看看吧。

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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              443/TCP    4h
  mysql        10.254.164.241          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-sh7jl   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              443/TCP          4h
      mysql        10.254.164.241          3306/TCP         30m
      myweb        10.254.222.24           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              443/TCP    9h
      redis-master   10.254.174.239          6379/TCP   8m
      redis-slave    10.254.117.213          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         80:30001/TCP   42s
        kubernetes     10.254.0.1              443/TCP        9h
        redis-master   10.254.174.239          6379/TCP       13m
        redis-slave    10.254.117.213          6379/TCP       5m

浏览器访问http://192.168.4.11:30001/，测试redis主从读写分离

以上就是k8s基础知识的详细内容了，看完之后是否有所收获呢？如果想了解更多相关内容，欢迎关注创新互联行业资讯！