Kubernetes入门（一）

青旅半醒 2022-03-19 06:16 221阅读 0赞

**Kubernetes**也叫做k8s。它是一个开源系统，主要用于自动部署、扩容缩容和管理容器化应用。它将诸多应用的容器分为若干个逻辑单元以便于管理和发现。kubernetes拥有着Google高负载生产环境的15年经验，并结合了社区的优秀思想和实践。

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## 30.1 Kubernetes介绍 ##

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Kubernetes官网：https://kubernetes.io/

在Kubernetes中，service是核心，我们并不需要太多关心kubernetes里面是怎么工作的，我们只需要关心它给我们提供什么service。就像docker容器可以提供一个mysqld的服务、web服务等。

它需要拥有一个唯一的名字、以及ip:port来对外提供服务。提供service的是容器，为了保证service的高可用，提供service的容器不能只有一个，需要一组，这一组容器我们把它叫做pod。pod是kubernetes最基本的操作单元。

为了实现service和pod之间的管理，又有了标签（label）的概念，我们把功能相同的pod设定为同一个标签。比如，可以把所有提供mysql服务的pod打上标签name=mysql，这样mysql service要作用于所有包含name=mysql标签的pod上。

pod运行在Node上，Node可以是一台物理机，也可以是虚拟机。通常一个Node上会运行几百个pod，每个pod里运行着一个特殊的容器，叫做Pause，其它容器叫做业务容器，业务容器共享Pause容器的网络栈和Volume挂载卷，因此同一个pod内的业务容器之间的通信和数据交换更为高效。

在集群管理方面，kubernetes将集群中的机器划分为一个Master节点和一群工作节点Node，其中Master上运行着kube-apiserver、kube-controller-manager、kube-scheduler，他们实现了资源管理、pod调度、弹性伸缩、安全控制、系统监控、纠错等功能。Node是工作节点，运行应用程序，提供服务。Node上的最小单元是pod，Node上运行着kubernetesd的kubelet、kube-proxy服务进程，它们负责pod的创建、启动、监控、重启、销毁，已经实现负载均衡。

扩容和升级需要一个关键的东西，Replication controller（RC），RC需要包含3个关键信息：

1）目标pod的定义
    
    2）目标pod需要运行的副本数量（replicas）
    
    3）要监控的目标pod的标签（Label）

工作过程：RC里需要定义好3个指标，kubernetes会根据RC定义的Label筛选出对应的pod，并实时监控其状态和数量，当实例数量少于定义的副本数（replicas）时，则会根据RC定义的pod模板来创建新的pod，然后将此pod调度到合适的Node上启动并运行。整个过程完全自动化，无需人工干涉。

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## 30.2 示例 ##

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下面从一个例子开始：webapp + mysql 。准备一台centos7机器。

*  关闭firewalld和selinux：

# systemctl stop firewalld && systemctl disable firewalld
    
    # setenforce 0

*  安装etcd和kubernetes：

# yum install -y etcd kubernetes

*  修改配置文件：

# vim /etc/sysconfig/docker
    将   --selinux-enabled   改为   --selinux-enabled=false --insecure-registry gcr.io

# vim /etc/kubernetes/apiserver
    将  KUBE_ADMISSION_CONTROL  参数中的  ServiceAccount  删除

*  准备工作：

# yum install -y python-rhsm-certificates
    
    如果提示：Package python-rhsm-certificates-1.19.10-1.el7_4.x86_64 is obsoleted by subscription-manager-rhsm-certificates-1.21.10-3.el7.centos.x86_64 which is already installed ，
    则执行下面步骤，否则不执行
    
    # wget http://mirror.centos.org/centos/7/os/x86_64/Packages/python-rhsm-certificates-1.19.10-1.el7_4.x86_64.rpm
    
    # rpm2cpio python-rhsm-certificates-1.19.10-1.el7_4.x86_64.rpm | cpio -iv --to-stdout ./etc/rhsm/ca/redhat-uep.pem > /etc/rhsm/ca/redhat-uep.pem

*  配置docker加速器：

# vim /etc/docker/daemon.json 
    { 
      "registry-mirrors": ["https://dhq9bx4f.mirror.aliyuncs.com"]
    }

*  按顺序启动所有服务：

# for s in etcd docker kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler kubelet kube-proxy; do systemctl start $s; done

*  创建一个rc文件：

# vim mysql-rc.yaml

apiVersion: v1
    kind: ReplicationController                                 #副本控制器RC
    metadata:
      name: mysql                                               #RC的名称，全剧唯一
    spec:
      replicas: 1 #Pod副本的期待数量
      selector:
        app: mysql                                              #符合目标的Pod拥有此标签
      template:                                                 #根据此模板创建Pod的副本（实例）
        metadata:
          labels:
            app: mysql                                          #Pod副本拥有的标签，对应RC的Selector
        spec:
          containers:                                           #Pod内容器的定义部分
          - name: mysql                                         #容器的名称
            image: mysql:5.6 #容器对应的Docker image
            ports:
            - containerPort: 3306 #容器应用监听的端口号
            env:                                                #注入容器内的环境变量
            - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD                     
              value: "123456"

# docker pull registry.access.redhat.com/rhel7/pod-infrastructure:latest
    
    # docker pull mysql:5.6
    
    # kubectl create -f mysql-rc.yaml #创建pod。上面两步可省略，若提前拉取镜像则该步执行更快
    replicationcontroller "mysql" created
    
    # kubectl get pod
    NAME          READY     STATUS              RESTARTS   AGE
    mysql-f16r2   0/1       ContainerCreating   0          1m                   #容器正在创建中
    
    # kubectl get pod
    NAME          READY     STATUS    RESTARTS   AGE
    mysql-f16r2   1/1       Running   0          3m                 #已经启动

*  创建一个svc文件：

# vim mysql-svc.yaml

apiVersion: v1
    kind: Service
    metadata:
      name: mysql
    spec:
      ports:
        - port: 3306
      selector:
        app: mysql

# kubectl create -f mysql-svc.yaml #创建service
    service "mysql" created
    
    # kubectl get svc
    NAME         CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
    kubernetes   10.254.0.1       <none>        443/TCP    58m
    mysql        10.254.218.177   <none>        3306/TCP   33s

*  创建web的rc文件：

# vim myweb-rc.yaml

kind: ReplicationController
    metadata:
      name: myweb
    spec:
      replicas: 1
      selector:
        app: myweb
      template:
        metadata:
          labels:
            app: myweb
        spec:
          containers:
            - name: myweb
              image: kubeguide/tomcat-app:v1
              ports:
              - containerPort: 8080
              env:
              - name: MYSQL_SERVICE_HOST
                value: '10.254.218.177'                 #如果已经搭建kube-dns服务，此处可直接填mysql即可
              - name: MYSQL_SERVICE_PORT
                value: '3306'

# kubectl create -f myweb-rc.yaml
    replicationcontroller "myweb" created
    
    # kubectl get pod
    NAME          READY     STATUS              RESTARTS   AGE
    mysql-f16r2   1/1       Running             0          20m
    myweb-f8xw9   0/1       ContainerCreating   0          8s                   #正在创建中
    
    # kubectl get pod
    NAME          READY     STATUS    RESTARTS   AGE
    mysql-f16r2   1/1       Running   0          23m
    myweb-f8xw9   1/1       Running   0          3m

*  创建web的svc文件：

# vim myweb-svc.yaml

kind: Service
    metadata:
      name: myweb
    spec:
      type: NodePort
      ports:
        - port: 8080
          nodePort: 30001 #通过Node ip访问，映射到Node上的这个端口
      selector:
        app: myweb

# kubectl create -f myweb-svc.yaml 
    service "myweb" created
    
    # kubectl get svc
    NAME         CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE
    kubernetes   10.254.0.1       <none>        443/TCP          1h
    mysql        10.254.218.177   <none>        3306/TCP         26m
    myweb        10.254.171.116   <nodes>       8080:30001/TCP   1m

# curl 10.254.171.116:8080/demo/
    <!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/loose.dtd">
    <html>
    <head>
    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8">
    <title>HPE University Docker&Kubernetes Learning</title>
    </head>
    <body  align="center">
    
    	
          <h2>Congratulations!!</h2>
         <br></br>
    	 <input type="button" value="Add..." onclick="location.href='input.html'" >
    	     <br></br>
          <TABLE align="center"  border="1" width="600px">
       <TR>
          <TD>Name</TD>
          <TD>Level(Score)</TD>
       </TR>
    
          
     <TR>
          <TD>google</TD>
          <TD>100</TD>
       </TR>
    
     <TR>
          <TD>docker</TD>
          <TD>100</TD>
       </TR>
    
     <TR>
          <TD>teacher</TD>
          <TD>100</TD>
       </TR>
    
     <TR>
          <TD>HPE</TD>
          <TD>100</TD>
       </TR>
    
     <TR>
          <TD>our team</TD>
          <TD>100</TD>
       </TR>
    
     <TR>
          <TD>me</TD>
          <TD>100</TD>
       </TR>
    
      </TABLE>
          
    </body>
    </html>

# curl 192.168.30.128:30001/demo/ #可以看到，通过本机ip的30001端口也可以访问到相同的数据
    <!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/loose.dtd">
    <html>
    <head>
    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8">
    <title>HPE University Docker&Kubernetes Learning</title>
    </head>
    <body  align="center">
    
    	
          <h2>Congratulations!!</h2>
         <br></br>
    	 <input type="button" value="Add..." onclick="location.href='input.html'" >
    	     <br></br>
          <TABLE align="center"  border="1" width="600px">
       <TR>
          <TD>Name</TD>
          <TD>Level(Score)</TD>
       </TR>
    
          
     <TR>
          <TD>google</TD>
          <TD>100</TD>
       </TR>
    
     <TR>
          <TD>docker</TD>
          <TD>100</TD>
       </TR>
    
     <TR>
          <TD>teacher</TD>
          <TD>100</TD>
       </TR>
    
     <TR>
          <TD>HPE</TD>
          <TD>100</TD>
       </TR>
    
     <TR>
          <TD>our team</TD>
          <TD>100</TD>
       </TR>
    
     <TR>
          <TD>me</TD>
          <TD>100</TD>
       </TR>
    
      </TABLE>
          
    </body>
    </html>

*  通过浏览器访问：

# iptables -P FORWARD ACCEPT

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L21pc3MxMTgxMjQ4OTgz_size_16_color_FFFFFF_t_70]

新增一条记录

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L21pc3MxMTgxMjQ4OTgz_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L21pc3MxMTgxMjQ4OTgz_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

再到mysql数据库查看

# mysql -uroot -p123456 -h10.254.218.177
    MySQL [(none)]> show databases;
    +--------------------+
    | Database           |
    +--------------------+
    | information_schema |
    | HPE_APP            |
    | mysql              |
    | performance_schema |
    +--------------------+
    4 rows in set (0.01 sec)
    
    MySQL [(none)]> use HPE_APP;
    Reading table information for completion of table and column names
    You can turn off this feature to get a quicker startup with -A
    
    Database changed
    MySQL [HPE_APP]> show tables;
    +-------------------+
    | Tables_in_HPE_APP |
    +-------------------+
    | T_USERS           |
    +-------------------+
    1 row in set (0.00 sec)
    
    MySQL [HPE_APP]> select * from T_USERS;
    +----+-----------+-------+
    | ID | USER_NAME | LEVEL |
    +----+-----------+-------+
    |  1 | me        | 100   |
    |  2 | our team  | 100   |
    |  3 | HPE       | 100   |
    |  4 | teacher   | 100   |
    |  5 | docker    | 100   |
    |  6 | google    | 100   |
    |  7 | lzx       | 100   |
    +----+-----------+-------+
    7 rows in set (0.00 sec)

可以看到，有刚刚新增的lzx记录。

--------------------

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L21pc3MxMTgxMjQ4OTgz_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20220319/4d942df635ba4ec8b2ba0bc8e4c9567a.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L21pc3MxMTgxMjQ4OTgz_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20220319/2b6c1a92fd43469bbd70e7577b483350.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L21pc3MxMTgxMjQ4OTgz_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20220319/9d68372296c046d3b7bbb1c3e2dde9d6.png