云原生与k8s及k8s集群构建

比眉伴天荒 2022-12-26 08:23 262阅读 0赞

**一、云原生和kubernetes**

**1、云原生**：

云是和本地相对的，传统的应用必须跑在本地服务器上，现在流行的应用都跑在云端，云包含了IaaS、PaaS和SaaS。原生就是土生土长的意思，我们在开始设计应用的时候就考虑到应用将来是运行云环境里面的，要充分利用云资源的优点，比如️云服务的弹性和分布式优势。

*       云原生*是基于分布部署和统一运管的云端服务，以容器、微服务、DevOps等技术为基础建立的一套云技术产品体系。云原生指的是一个灵活的工程团队，遵循敏捷的研发原则，使用高度自动化的研发工具，开发专门基于并部署在云基础设施上的应用，以满足快速变化的客户需求。这些应用采用自动化的，可扩展的，和高可用的架构。这个工程团队通过高效的云计算现网的运维来提供这一应用服务，并且根据线上反馈对服务进行不断地改进。

微服务的概念在此不做赘述；下面聊一下DevOps、持续交付、容器化：

（1）DevOps的意思就是开发和运维不再是分开的两个团队，而是你中有我，我中有你的一个团队。我们现在开发和运维已经是一个团队了，但是运维方面的知识和经验还需要持续提高。  
      （2）持续交付的意思就是在不影响用户使用服务的前提下频繁把新功能发布给用户使用，要做到这点非常非常难。我们现在两周一个版本，每次上线之后都会给不同的用户造成不同程度的影响。

（3）容器化的好处在于运维的时候不需要再关心每个服务所使用的技术栈了，每个服务都被无差别地封装在容器里，可以被无差别地管理和维护，现在比较流行的工具是docker和k8s。

云原生 = 微服务 + DevOps + 持续交付 + 容器化

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** 2、k8s：**

k8s是云原生的重要组成部分, k8s的组成：Node、Pod、Service、Volume、Label

(1)Node作为集群中的工作节点，运行真正的应用程序，在Node上Kubernetes管理的最小运行单元是Pod。Node上运行着Kubernetes的Kubelet、kube-proxy服务进程，这些服务进程负责Pod的创建、启动、监控、重启、销毁、以及实现软件模式的负载均衡。Node包含的信息：Node地址：主机的IP地址，或Node ID。Node的运行状态：Pending、Running、Terminated三种状态。Node Condition：…Node系统容量：描述Node可用的系统资源，包括CPU、内存、最大可调度Pod数量等。其他：内核版本号、Kubernetes版本等。

(2)Pod是Kubernetes最基本的操作单元，包含一个或多个紧密相关的容器，一个Pod可以被一个容器化的环境看作应用层的“逻辑宿主机”；一个Pod中的多个容器应用通常是紧密耦合的，Pod在Node上被创建、启动或者销毁；每个Pod里运行着一个特殊的被称之为Pause的容器，其他容器则为业务容器，这些业务容器共享Pause容器的网络栈和Volume挂载卷，因此他们之间通信和数据交换更为高效，在设计时我们可以充分利用这一特性将一组密切相关的服务进程放入同一个Pod中。同一个Pod里的容器之间仅需通过localhost就能互相通信。一个Pod中的应用容器共享同一组资源：PID命名空间：Pod中的不同应用程序可以看到其他应用程序的进程ID；网络命名空间：Pod中的多个容器能够访问同一个IP和端口范围；IPC命名空间：Pod中的多个容器能够使用SystemV IPC或POSIX消息队列进行通信；UTS命名空间：Pod中的多个容器共享一个主机名；Volumes（共享存储卷）：Pod中的各个容器可以访问在Pod级别定义的Volumes；Pod的生命周期通过Replication Controller来管理；通过模板进行定义，然后分配到一个Node上运行，在Pod所包含容器运行结束后，Pod结束。

(3)service:在Kubernetes的世界里，虽然每个Pod都会被分配一个单独的IP地址，但这个IP地址会随着Pod的销毁而消失，这就引出一个问题：如果有一组Pod组成一个集群来提供服务，那么如何来访问它呢？Service！一个Service可以看作一组提供相同服务的Pod的对外访问接口，Service作用于哪些Pod是通过Label Selector来定义的。拥有一个指定的名字（比如my-mysql-server）；拥有一个虚拟IP（Cluster IP、Service IP或VIP）和端口号，销毁之前不会改变，只能内网访问；能够提供某种远程服务能力；被映射到了提供这种服务能力的一组容器应用上；如果Service要提供外网服务，需指定公共IP和NodePort，或外部负载均衡器；NodePort 系统会在Kubernetes集群中的每个Node上打开一个主机的真实端口，这样，能够访问Node的客户端就能通过这个端口访问到内部的Service了

(4)Label以key/value的形式附加到各种对象上，如Pod、Service、RC、Node等，以识别这些对象，管理关联关系等，如Service和Pod的关联关系。

**二、k8s集群安装**

**   集群架构图**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ZlbmdjaGVuZ3d1MjAxMg_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

1、安装环境，三台centos7虚拟机，主机名分别为master（192.168.2.8）、slave1（192.168.2.9）、slave2（192.168.2.10）,并安装好docker环境；

docker安装成功后检测如下：

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安装好docker后还需要对虚拟机进行如下设置：

a、关闭防火墙

b、 关闭 selinux：        sed   -i   's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config

c、关闭swap分区：      sed   -ri   's/.\*swap.\*/\#&/'  /etc/fstab

d、 将桥接的 IPv4 流量传递到 iptables 的链：

cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF
    net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
    net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
    EOF

生效操作： sysctl  --system

e、同步三台虚拟机的时间：

yum install ntpdate -y
    ntpdateu -u time.windows.com

2、三台虚拟机上安装 kubeadm/kubelet

a、添加阿里云的镜像源

cat > /etc/docker/daemon.json << EOF
    {
    "registry-mirrors": ["https://b9pmyelo.mirror.aliyuncs.com"]
    }
    EOF
    
    
    cat > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo << EOF
    [kubernetes]
    name=Kubernetes
    baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
    enabled=1
    gpgcheck=0
    repo_gpgcheck=0
    gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg
    https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
    EOF
    （3）安装 kubeadm

b、安装 kubeadm，kubelet 、kubectl，其中kubelet分布在集群中的每个节点，负责启动pod容           器，kubeadm用于初始化k8s集群，kubectl用于增删查各种k8s的资源的工具类。

yum install -y kubelet kubeadm kubectl
    systemctl enable kubelet

安装成功的后如下

![20201215185831506.png][]

c、部署 Kubernetes Master，在 192.168.2.8（Master）执行：

默认拉取镜像地址 k8s.gcr.io 国内无法访问，指定阿里云镜像仓库地址

kubeadm init \
    --apiserver-advertise-address=192.168.2.8 \
    --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
    --kubernetes-version v1.17.0 \
    --service-cidr=10.96.0.0/12 \
    --pod-network-cidr=10.244.0.0/16

使用 kubectl 工具：

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

安装 Pod  网络插件（CNI）

kubectl  apply  –f  https://kubernetes.io/docs/concepts/cluster-administration/addons/podnetwork.yml

d、 在slave1、slave2节点加入 Kubernetes  Node

向集群添加新节点，执行在 kubeadm init 输出的 kubeadm join 命令（证书在master安装后会直接显示出来，直接拷贝过来）

kubeadm join 192.168.2.8:6443 --token 7s9vq1.4d5kp8yubatwjzgr 
        --discovery-token-ca-cert-hash sha256:5b042272bbd8b8692581202ba7dba8e1721078facb40878485d40bde8b1d986e

e、查看k8s集群：

kubectl  get nodes

![20201215235853325.png][]

f、验证k8s集群运行是否正常

在 Kubernetes 集群中创建一个 pod，安装nignx镜像容器

kubectl create deployment nginx --image=nginx
    kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort
    kubectl get pod,svc

查看nignx的端口![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ZlbmdjaGVuZ3d1MjAxMg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

访问nignx的默认页面  http://192.168.2.8:31521

3、kubelet删除节点

kubelet  delete  node slave1

4、开机自启与禁用

systemctl   enable  kubelet

systemctl    disable kubelet

[cd43f75e793a203b11cc82ea33a52bc0.png]: /images/20221120/38d1ecde3c3545a78b291a12f46cbba0.png
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[20201215231834718.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20201215231834718.png
[20201215185831506.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20201215185831506.png
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