Docker学习（五）-Kubernetes 集群搭建 - Spring Boot 应用

news/2024/10/18 23:26:32/

简介

kubernetes，简称K8s，是用8代替8个字符“ubernete”而成的缩写。是一个开源的，用于管理云平台中多个主机上的容器化的应用，Kubernetes的目标是让部署容器化的应用简单并且高效（powerful）,Kubernetes提供了应用部署，规划，更新，维护的一种机制。

Kubernetes是Google开源的一个容器编排引擎，它支持自动化部署、大规模可伸缩、应用容器化管理。在生产环境中部署一个应用程序时，通常要部署该应用的多个实例以便对应用请求进行负载均衡。

在Kubernetes中，我们可以创建多个容器，每个容器里面运行一个应用实例，然后通过内置的负载均衡策略，实现对这一组应用实例的管理、发现、访问，而这些细节都不需要运维人员去进行复杂的手工配置和处理。

基本概念

Kubernetes 中的绝大部分概念都抽象成 Kubernetes 管理的一种资源对象

  • Master：Master 节点是 Kubernetes 集群的控制节点，负责整个集群的管理和控制。Master 节点上包含以下组件：
  • kube-apiserver：集群控制的入口，提供 HTTP REST 服务
  • kube-controller-manager：Kubernetes 集群中所有资源对象的自动化控制中心
  • kube-scheduler：负责 Pod 的调度

  • Node：Node 节点是 Kubernetes 集群中的工作节点，Node 上的工作负载由 Master 节点分配，工作负载主要是运行容器应用。Node 节点上包含以下组件：

    • kubelet：负责 Pod 的创建、启动、监控、重启、销毁等工作，同时与 Master 节点协作，实现集群管理的基本功能。
    • kube-proxy：实现 Kubernetes Service 的通信和负载均衡
    • 运行容器化(Pod)应用

  • Pod: Pod 是 Kubernetes 最基本的部署调度单元。每个 Pod 可以由一个或多个业务容器和一个根容器(Pause 容器)组成。一个 Pod 表示某个应用的一个实例

  • ReplicaSet：是 Pod 副本的抽象，用于解决 Pod 的扩容和伸缩
  • Deployment：Deployment 表示部署，在内部使用ReplicaSet 来实现。可以通过 Deployment 来生成相应的 ReplicaSet 完成 Pod 副本的创建
  • Service：Service 是 Kubernetes 最重要的资源对象。Kubernetes 中的 Service 对象可以对应微服务架构中的微服务。Service 定义了服务的访问入口，服务的调用者通过这个地址访问 Service 后端的 Pod 副本实例。Service 通过 Label Selector 同后端的 Pod 副本建立关系，Deployment 保证后端Pod 副本的数量，也就是保证服务的伸缩性。

Kubernetes 主要由以下几个核心组件组成:

  • etcd 保存了整个集群的状态，就是一个数据库；
  • apiserver 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；
  • controller manager 负责维护集群的状态，比如故障检测、自动扩展、滚动更新等；
  • 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；
  • kubelet 负责维护容器的生命周期，同时也负责 Volume（CSI）和网络（CNI）的管理；
  • Container runtime 负责镜像管理以及 Pod 和容器的真正运行（CRI）；
  • kube-proxy 负责为 Service 提供 cluster 内部的服务发现和负载均衡；

当然了除了上面的这些核心组件，还有一些推荐的插件：

  • kube-dns 负责为整个集群提供 DNS 服务
  • Ingress Controller 为服务提供外网入口
  • Heapster 提供资源监控
  • Dashboard 提供 GUI

组件通信

Kubernetes 多组件之间的通信原理：

  • apiserver 负责 etcd 存储的所有操作，且只有 apiserver 才直接操作 etcd 集群

  • apiserver 对内（集群中的其他组件）和对外（用户）提供统一的 REST API，其他组件均通过 apiserver 进行通信

    • controller manager、scheduler、kube-proxy 和 kubelet 等均通过 apiserver watch API 监测资源变化情况，并对资源作相应的操作
    • 所有需要更新资源状态的操作均通过 apiserver 的 REST API 进行

  • apiserver 也会直接调用 kubelet API（如 logs, exec, attach 等），默认不校验 kubelet 证书，但可以通过 --kubelet-certificate-authority 开启（而 GKE 通过 SSH 隧道保护它们之间的通信）

比如最典型的创建 Pod 的流程：​​

  • 用户通过 REST API 创建一个 Pod
  • apiserver 将其写入 etcd
  • scheduluer 检测到未绑定 Node 的 Pod，开始调度并更新 Pod 的 Node 绑定
  • kubelet 检测到有新的 Pod 调度过来，通过 container runtime 运行该 Pod
  • kubelet 通过 container runtime 取到 Pod 状态，并更新到 apiserver 中

集群部署

使用kubeadm工具安装

1. master和node 都用yum 安装kubelet，kubeadm，docker
2. master 上初始化：kubeadm init
3. master 上启动一个flannel的pod
4. node上加入集群:kubeadm join

准备环境

Centos7  192.168.50.21 k8s-master　　
Centos7  192.168.50.22 k8s-node01
Centos7  192.168.50.23 k8s-node02

修改主机名（3台机器都需要修改）

hostnamectl set-hostname k8s-master
hostnamectl set-hostname k8s-node01
hostnamectl set-hostname k8s-node02

关闭防火墙

systemctl stop firewalld.service

配置docker yum源

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2 wget
cd /etc/yum.repos.d
wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

配置kubernetes yum 源

cd /opt/
wget https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg
wget https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
rpm --import yum-key.gpg
rpm --import rpm-package-key.gpg
cd /etc/yum.repos.d
vi kubernetes.repo 
输入以下内容
[kubernetes]
name=Kubernetes Repo
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64/
gpgcheck=1
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg
enabled=1yum repolist

master和node 安装kubelet，kubeadm，docker

yum install docker
yum install kubelet-1.13.1
yum install kubeadm-1.13.1

master 上安装kubectl

yum install kubectl-1.13.1

配置私有仓库和镜像加速地址,私有仓库配置参见

Docker学习（三）-简单的私有DockerHub搭建-CSDN博客

vi /etc/docker/daemon.json

{"registry-mirror":["http://hub-mirror.c.163.com"],"insecure-registries":["192.168.50.24:5000"]
}

启动docker

vi /etc/sysconfig/kubelet

systemctl daemon-reload
systemctl start docker 
docker info

master 上初始化：kubeadm init 

vi /etc/sysconfig/kubelet

KUBELET_EXTRA_ARGS="--fail-swap-on=false"

kubeadm init \--apiserver-advertise-address=192.168.50.21 \--image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \--kubernetes-version v1.13.1 \--pod-network-cidr=10.244.0.0/16

初始化命令说明：

--apiserver-advertise-address

指明用 Master 的哪个 interface 与 Cluster 的其他节点通信。如果 Master 有多个 interface，建议明确指定，如果不指定，kubeadm 会自动选择有默认网关的 interface。

--pod-network-cidr

指定 Pod 网络的范围。Kubernetes 支持多种网络方案，而且不同网络方案对 --pod-network-cidr 有自己的要求，这里设置为 10.244.0.0/16 是因为我们将使用 flannel 网络方案&#x


http://www.ppmy.cn/news/1342433.html

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