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k8s学习笔记(1)——基本概念

一、安装k8s ​

参考 Creating a single master cluster with kubeadm

1. 安装 kubeadm，kubelet和kubectl ​

sh
$ curl -s https://packages.cloud.google.com/apt/doc/apt-key.gpg | apt-key add -
$ cat <<EOF >/etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list
  deb https://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main
  EOF
$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install kubeadm kubelet kubectl

2. 禁用swap ​

参考 How do I disable swap?

sh
$ sudo sed -i '/ swap / s/^\(.*\)$/#\1/g' /etc/fstab
$ sudo swapoff -a

3. 初始化master节点 ​

sh
$ sudo kubeadm init --pod-network-cidr=192.168.0.0/16 --apiserver-advertise-address=<your_ip_address>
# e.g. sudo kubeadm init --pod-network-cidr=192.168.0.0/16 --apiserver-advertise-address=10.10.23.114

输出：

...

Your Kubernetes master 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/

You can now join any number of machines by running the following on each node
as root:

  kubeadm join 10.10.23.114:6443 --token 8fssei.60vi31sjkpoinj4w --discovery-token-ca-cert-hash sha256:3b460e190cfbc9ad2cf7d3900559871efb831e252b6b8e5452a01a875229a3d7

继续执行：

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

4. 安装网络插件 ​

sh
$ kubectl apply -f https://docs.projectcalico.org/v3.3/getting-started/kubernetes/installation/hosted/rbac-kdd.yaml
$ kubectl apply -f https://docs.projectcalico.org/v3.3/getting-started/kubernetes/installation/hosted/kubernetes-datastore/calico-networking/1.7/calico.yaml

5. 查看 ​

sh
$ kubectl get nodes

输出

NAME          STATUS   ROLES    AGE   VERSION
desktop-280   Ready    master   11m   v1.13.0

如果通过 kubectl get pods --all-namespaces 发现有 coredns 报错：

NAMESPACE     NAME                           READY   STATUS             RESTARTS   AGE
kube-system   pod/coredns-86c58d9df4-ccwhd   0/1     CrashLoopBackOff   6          9m57s
kube-system   pod/coredns-86c58d9df4-t9gvs   0/1     CrashLoopBackOff   6          9m57s

参考 nameserver 127.0.1.1 in resolv.conf won't go away!

首先编辑 /etc/NetworkManager/NetworkManager.conf，注释 dns=dnsmasq 这一行，然后执行 sudo service network-manager restart，然后查看 /etc/resolv.conf, 如果有 nameserver 127.0.0.1 这一行，则注释掉。

然后执行 sudo kubeadm reset -f，再重新执行上述步骤初始化master节点即可。

二、基本概念 ​

该部分内容可参考：

k8s集群的基本结构可以参考下图：

图片来源 http://omerio.com/2015/12/18/learn-the-kubernetes-key-concepts-in-10-minutes/

注：图中 master 节点的 Replication Controller，现在是 Controller Manager

1. Master, Node ​

Master 节点主要运行的是：

  • kube-apiserver：提供 RESTful API。kubectl 等工具以及其它组件通过 apiserver 来管理集群内的各种资源
  • kube-controller-manager
  • kube-scheduler

Node 节点主要运行的是：

  • kubelet：与master节点进行通信
  • kube-proxy：网络通信

2. Pod ​

Pod是k8s集群调度的最小工作单元，通常是由一个容器或者多个共同工作的容器组成。最常见的模式是一个Pod内有一个容器，在这种情况下，可以把Pod简单理解为对容器的一层包装，k8s直接管理的是Pod，而不是容器。如果一个Pod内有多个容器，那么这些容器应当是紧密关联共同协作的。

每个Pod有一个唯一的IP，并且可以挂载若干个Volume，Pod内的容器共享网络资源和存储资源，它们之间可以直接使用localhost来进行通信。

Pod的模板定义为：

yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: myapp-pod
  labels:
    app: myapp
spec:
  containers:
  - name: myapp-container
    image: busybox
    command: ['sh', '-c', 'echo Hello Kubernetes! && sleep 3600']

3. Service ​

Pod会被创建或者销毁，销毁后重新创建的Pod是一个新的Pod，IP也会发生变化。因此通过Pod的IP直接访问Pod是不现实的。因此在Pod之上加了一层Service，用户通过访问Service来访问Pod。Service是对一组Pod的一个抽象，通过Pod中定义的labels来选择出相应的Pod，组成一个Service。

每个Service都会分配一个全局唯一的虚拟IP，称为Cluster IP，并且在该Service的生命周期内，Cluster IP不会改变。同时Service也对Pod做了负载均衡。

Service的模板定义如下：

yaml
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  name: my-service
spec:
  selector:
    app: MyApp
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 9376

上面的定义选择了所有 app=MyApp 标签的Pod，并且访问该Service的80端口的时候，实际上会去访问Pod的9376端口。

4. Namespace ​

k8s支持在一个物理集群上分出多个虚拟集群，这就是Namespace。Namespace可用来实现多租户的资源隔离。k8s默认创建的集群有三个：

  • default
  • kube-public
  • kube-system：k8s系统创建的资源位于该namesapce下

5. Controller ​

k8s通过Controller来管理Pod，Controller中会定义Pod的一些特性，例如副本数等。k8s中提供了多种Controller，用来使用不同的场景。常见的有：

  • ReplicaSet：副本管理。主要定义了Pod的期望副本数，选择Pod的Label Selector以及当副本数不足时，用于创建新副本的Pod模板。
  • Deployment：Deployment与ReplicaSet比较类似，是ReplicaSet更高一层的抽象，用于管理多个Pod，并确保Pod按照期望的方式运行。
  • StatefulSet：用来管理有状态的应用。StatefulSet可以确保所管理的Pod副本在整个生命周期内的名称是不变的，即使销毁了重新创建，也会拥有固定的标识。
  • DaemonSet：用于在每个Node上只运行一个Pod副本的场景。
  • Job：运行结束后，相应的Pod就会被销毁。

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