K8s 入门简介

一时失言乱红尘 2023-07-08 13:24 28阅读 0赞

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# K8s 入门简介 #

# 为什么要有K8s(Kubernetes) #

在看这段文字之前，我们要首先知道一个东西，那就是docker。  
这里再简单的说下：  
docker是容器技术的一种实现方案，同时`docker`也是**docker**公司的一个产品。目前主流的容器技术是以`docker`技术为标准之上的。使用`docker`可以无需考虑环境问题，docker可以一次构建，到处运行。

如果有很多容器需要管理，单纯使用docker命令来手动管理容器就会显得非常的麻烦，并且容易出错。docker公司提供了`docker-compose`和内置`docker`中的`docker-swarm`来编排服务。使用`docker`公司提供的编排工具对于中小项目实际上已经足够，但是对于大型分布式应用而言，仅仅对容器编排是不够的。我们需要更强大的功能来管理容器，并且除了`docker`这个容器实现技术之外的其他容器也是需要编排管理。这是基于`docker`自身提供的工具就有些力不从心了，而我们又不想自己动手开发。有没有其他容器编排工具呢？肯定有的，容器编排的工具有很多，这里面也有一些公司的开源与兴衰，以及编排容器的工具更迭，好多人都想做那个独角兽，那么选择哪个作为我们使用的工具呢？这里就说这么一个，那就是Kubernetes(K8S)了。

那为什么说这个而不用其他的呢？  
这里说以下几点：  
1.开源，背后有谷歌基金会支持；  
2.社区活跃，中英文都有；  
3.成熟。  
PS：K8s中文社区 https://www.kubernetes.org.cn/

# 什么是K8s #

k8s是 Kubernetes的简称，是一个编排容器的工具，也是管理应用的全生命周期的一个工具。  
不论是从应用的创建，应用的部署，应用提供服务，扩容缩容应用，还是应用更新，都非常的方便，而且可以做到故障自愈，例如一个服务器挂了，可以自动将这个服务器上的服务调度到另外一个主机上进行运行，无需进行人工干涉。

说白了，就是你可以用它设定一些东西，在你的服务一旦挂了的时候，就可以按照固有的设定，将服务转移到其他应用继续为用户提供服务。

# K8s的用途 #

那使用他可以解决什么问题呢？

*  存储系统挂载
 *  Distributing secrets
 *  应用健康检测
 *  应用实例的复制
 *  Pod自动伸缩/扩展
 *  Naming and discovering
 *  负载均衡
 *  滚动更新
 *  资源监控
 *  日志访问
 *  调度应用程序
 *  提供认证和授权

# K8s简单使用 #

一看到使用，好多同学掉头就走，为啥，因为好多没有自己的VPS，公司的又不敢玩，那怎么办，这里推荐这么一个网址：https://katacoda.com/

在这上面，你可以按照教程一步步入门练习，是不是很爽。  
有时候会提示你注册登录，直接编个邮箱密码就行了，也不需要邮箱二次验证~~

那么接下来，我们在这上面选择一个联系linux命令的机器，来用一个新的模拟机器来搭建一个单机版的K8s吧。

## 单机版K8s的搭建及简单使用 ##

### 环境准备 ###

*  Centos 7.xx

K8S的安装方式有很多：

*  官方脚本和社区脚本工具
 *  包管理安装
 *  二进制包安装

### 包管理安装 ###

1.为了快速搭建K8S和入门介绍，这里采用包管理的方式安装。在安装前最好更新下软件包的源到最新版本。

$ sudo yum -y update

由于K8S包管理中默认包含了docker，如果机器上已经安装过docker,请先卸载docker，不然安装k8s时会提示包冲突而无法安装成功。

2.卸载可能会导致冲突的docker(如果没有安装docker可以跳过）

$ sudo yum -y remove docker-ce docker-ce-cli

因为笔者是在这网站上在线练习的，所以这模拟机器没有安装docker，故跳过本步骤，直接下一步

2.安装K8S和etcd

$ sudo yum -y install kubernetes etcd

在线安装完成之后，如下图所示：  
\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-cXnmDkgB-1582709533853)(https://www.zhangruibin.com/upload/2020/02/2jea0ablm0i33phjn6b4u9a4vt.png)\]

3.安装完后如果没有报错，开始启动服务

$ sudo systemctl start etcd # 启动etcd服务
    $ systemctl status etcd # 查看etcd服务 可以看到etcd已经处于运行状态
    $ sudo systemctl start docker # 启动docker服务
    $ sudo systemctl status docker # 查看docker服务 可以看到docker已经在运行了
    # 启动k8s相关服务
    $ sudo systemctl start kube-apiserver
    $ sudo systemctl start kube-controller-manager
    $ sudo systemctl start kube-scheduler
    $ sudo systemctl start kubelet
    $ sudo systemctl start kube-proxy

\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-5BY3of3C-1582709533855)(https://www.zhangruibin.com/upload/2020/02/05aj21aqq0jefrm8m7hengsnun.png)\]

此时，我们已经启动了K8s服务，我们使用

kubectl get pods

来看下是否有节点在运行，可以看到没有节点，如下图所示：  
\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Y6D8DCUU-1582709533856)(https://www.zhangruibin.com/upload/2020/02/p6qo4noukojkno6a1g64ps4akv.png)\]

> 以上k8s服务包含了主从节点的服务，如果是分布式安装则不需要安装以上全部，从(node)服务只需要安装kubelet和kube-proxy即可。

安装并检查k8s状态为运行成功后，K8S单节点主从就算是安装成功了。

### 简单使用 ###

安装成功了，那我们来简单的运行个实例为我们的项目提供服务吧。

#### 1.创建应用 ####

1.  kubectl run kel --image=nginx:1.7.9 --port=80
2.  kubectl get deployments/kel  
    可以看到

NAME      DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
    kel       1         0         0            0           1m

有了image之后就是这么简单。所以，在开发完成程序之后，需要将程序打包成image，然后放到registry中，然后就能够运行应用了。  
在部署完成应用之后，就可以看到应用的名称，期望状态是运行一个pod，当前有一个pod，活动的也是一个，还有启动的时间，那么什么是pod呢？  
在k8s里面，集群调度的最小单元就是pod，一个pod可以是一个容器，也可以是多个容器，例如你运行一个程序，其中使用了nginx，使用mysql了，使用了jetty，那么可以将这三个使用在同一个pod中，对他们提供统一的调配能力，一个pod只能运行在一个主机上，而一个主机上可以有多个pod。

#### 发布应用 ####

发布应用主要就是对外提供服务，可能会有人提出疑问，我都运行了服务，为什么还不能提供服务，这是因为在集群当中，创建的ip地址等资源，只有在同一个集群中才能访问，每个pod也有独一的ip地址，当有多个pod提供相同的服务的时候，就需要有负载均衡的能力，从而这里就涉及到一个概念就是service，专门用来提供服务的。

kubectl expose deployment  kel --type="NodePort" --port=80

正常的话就会返回：service “kel” exposed

此时我们看我们发布的应用就可以看到已经发布了，命令如下：

kubectl get service/kel

截图如下：  
\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-EyWhJK3O-1582709533857)(https://www.zhangruibin.com/upload/2020/02/6ajlhoit3uhc8of9b6k66g9t9e.png)\]  
服务主要是用来提供外界访问的接口，服务可以关联一组pod，这些pod的ip地址各不相同，而service相当于一个负载均衡的中间人物，用来指向各个pod，当pod的ip地址发生改变之后，也能做到自动进行负载均衡，在关联的时候，service和pod之间主要通过label来关联，也就是标签（-l表示为label）。

[root@48e2923f0580 ~]# kubectl get service -l run=kel
    NAME      CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
    kel       10.254.120.233   <nodes>       80:32132/TCP   4m

从而外界就可以访问此应用了：  
首先用命令可以看到节点的TCP端口

kubectl describe service/kel

然后ping 或者curl就可以通过状态码来看是否成功了。

上面就是怎样发布一个应用，那当用户量变化的时候，怎样扩容呢，以及缩容，还有版本的更迭呢？

看下面

#### 应用的扩容缩容以及版本迭代 ####

##### 扩容 #####

kubectl scale deployments/kel --replicas=2

##### 缩容 #####

kubectl scale deployments/kel --replicas=1

##### 更新 #####

kubectl scale deployments/kel kel=nginx1.8.2

以上就是K8s的简单应用，后续笔者还会有文章来更深 层的对其进行分享。

## 集群版K8s的搭建 ##

有的人可能会说：单机版的那么简单，搭个集群吧。  
其实集群版的也不难，主要是笔者没有那么多机器啊，要两个以上我物理机才能搭建起来，所以集群版的这里就先不说了，什么时候笔者把公司的测试环境搭建一个，再来分享。  
其实搭建集群版的并不难，社区上写的挺明白的，centos的参考这个：https://www.kubernetes.org.cn/doc-16  
coreos的也有相应的教程的。  
也就是几步的事~

# K8s使用的注意点 #

1.nodePort即为映射暴露的端口，默认开放的端口范围是`30000-32767`，不在默认端口范围内都会报错。  
provided port is not in the valid range. The range of valid ports is 30000-32767

2.使用kubectl desccribe pods name时pause失败

注意上面的配置文件拉取镜像时可能会卡住，尤其是使用国内的服务器，如果使用国外的服务器不容易产生这个问题。这个问题由于k8s有从http://k8s.gcr.io/拉取pause镜像,这个网站被国内墙了无法访问所以会造成k8s无法正常启动应用。(pods的READY不为1/1,且STATUS不为Runing状态）可以使用以下命令查看和排查：

$ kubectl get pods #查看服务
    $ kubectl describe pods pods名称
    ``
    如果descibe中有报错信息，正如上面的描述。这时我们可以采用手动拉取pause镜像并推送到私有仓库。让kubectl使用我们的私有镜像pause地址而不是k8s.gcr.io地址即能解决。
    
    首先我们要先创建自己的私有仓库：
    [docker搭建私有仓库](https://www.linuxidc.com/Linux/2018-03/151308.htm)
    
    搭建完私有仓库后：
    - docker pull kubernetes/pause,拉取pause镜像
    - docker tag docker.io/kubernetes/pause:latest
    172.18.18.90:5000/k8s/pause-amd64.3.0 以私有仓库地址为镜像打标签
    - docker push 172.18.18.90:5000/k8s/pause-amd64.3.0,推送到私有仓库
    - vi /etc/kubernetes/kubelet配置为`KUBELET_ARGS="--
    pod_infra_container_image=172.18.18.90:5000/k8s/pause-amd64.3.0"`,指定kubelet使用的pause镜像地址
    -  systemctl restart kubelet,重启kubelet服务。

笔者不创造知识，只是知识的搬运工-\_-！

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