1.Kubernetes介绍
主要为自动化部署、扩展和管理容器应用,提供了资源调度部署管理、服务发现、扩容缩容、监控等一整套功能。(开源的容器集群管理系统,go语言,也叫k8s)
用途:自动化容器的部署和复制;随着扩展或收缩容量规模;将容器组织成组,并且提供容器间的负载均衡;很容易地升级应用程序容器的新版本;提供容器弹性 容器失效就替代它 (优势:容器编排、轻量级、开源、弹性伸缩、负载均衡)
2.K8s主要功能
数据卷、应用程序健康检查、复制应用程序实例、弹性伸缩、服务发现、负载均衡、滚动更新、服务编排、资源监控、提供认证和授权 (10个)
数据卷:pod中容器间数据共享,可使用数据卷
应用程序健康检查:容器内服务可能进程堵塞无法处理请求,可设置监控检查策略保证应用健壮性
复制应用程序实例:控制器维护pod副本数量,保证一pod或一组同类pod始终可用
弹性伸缩:根据设定的指标(CPU利用率)自动缩放pod副本数
服务发现:使用环境变量或DNS服务插件保证容器中程序发现pod入口访问地址
负载均衡:一组pod副本分配一个私有的集群IP地址,负载均衡转发请求到后端容器。在集群内部其他pod可通过这个cluster IP访问应用
滚动更新:更新服务不中断,一次更新一个pod,而不是同时删除整个服务
服务编排:通过文件描述部署服务,使得应用程序部署变得更高效
资源监控:Node节点组件集成cadvisor资源收集工具,可通过heapster汇总整个集群节点资源数据,然后存储到influxdb时序数据库,再由grafana展示
提供认证和授权:支持角色访问(RBAC)认证授权等策略
3.基本对象概念
基本对象:pod/service/volume/namespace/lable/Replicaset/Deployment/Statfulset/ Daemonset/Job (10个)
Pod:最小部署单元,一个pod有一个或多个容器组成,pod中容器共享存储和网络,在同一个docker主机上运行
Service:一个应用服务抽象,定义了pod逻辑集合和访问这个pod集合的策略
代理pod集合对外表现为一个访问入口,分配一个集群IP地址,来自这个IP的请求将负载均衡转发给后端pod中的容器 (通过lable selector选择一组pod提供服务)
Volume:数据卷,共享pod中容器使用的数据
Namespace:命名空间将对象逻辑上分配到不同的namespace,可以是不同的项目、用户等区分管理,并设定控制策略,从而实现多租户。
Lable:标签用于区分对象(如:pod、service),键值对存在;每个对象可以有多个标签,通过标签关联对象
基于基本对象更高层次抽象:
Replicaset:下一代Replication Controller。确保任何给定时间制定的pod副本数量,并提供声明式更新等功能。RC与RS唯一区别就是lable selector支持不同,RS支持新的基于集合的标签,RC仅支持基于等式的标签
Deployment:一个更高层次API对象,它管理ReplicaSets和Pod,并提供声明式更新等功能
官方建议使用Deployment管理ReplicaSets,而不是直接使用ReplicaSets,这就意味着可能永远不需要直接操作ReplicaSet对象
Statfulset:适合持久性的应用程序,有唯一的网络标识符(IP),持久存储,有序的部署、扩展、删除和滚动更新
Daemonset:确保所有(或一些)节点运行同一个Pod。当节点加入Kubernetes集群中,Pod会被调度到该节点上运行,当节点从集群中移除时,DaemonSet的Pod会被删除。删除DaemonSet会清理它所有创建的Pod
Job:一次性任务,运行完成后pod销毁,不在重新启动容器,还可以任务定时运行
4.系统架构及组件功能
(1)Master 组件
Kube-apiserver:Kubernetes API,集群的统一入口,各组件协调者,以HTTP API提供接口服务,所有对象资源的增删改查和监听操作都交给APIServer处理后再提交给Etcd存储。
kube-controller-manager:处理集群中常规后台任务,一个资源对应一个控制器,而ControllerManager就是负责管理这些控制器的。
Kube-scheduler:根据调度算法为新创建的Pod选择一个Node节点。
(2)Node 组件
Kubelet:是Master在Node节点上的Agent,管理本机运行容器的生命周期,比如创建容器、Pod挂载数据卷、下载secret、获取容器和节点状态等工作。kubelet将每个Pod转换成一组容器。
Kube-proxy:在Node节点上实现Pod网络代理,维护网络规则和四层负载均衡工作。
docker 或 rocket/rkt:运行容器。
(3)第三方服务
Etcd:分布式键值存储系统。用于保持集群状态,比如Pod、Service等对象信息。
5.K8S集群部署
环境规划à安装dockerà自签TLS证书à部署Etcd集群à部署flannel网络
à创建node节点kubeconfig文件à获取k8s二进制包à运行master组件
à运行node组件
查询集群状态: kubectl get node / kubectl get componentstatus
启动一个测试示例,部署web UI(Dashboard)
6.kubectl管理工具
设置集群项中名为kubernetes的apiserver地址与根证书:
kubectl config set-cluster kubernetes --server=https://192.168.1.195:6443 --certificate-authority=ca.pem
设置用户项中cluster-admin用户证书认证字段:
kubectl config set-credentials cluster-admin --certificate-authority=ca.pem --client-key=admin-key.pem --client-certificate=admin.pem
设置环境项中名为default的默认集群和用户
kubectl config set-context default --cluster=kubernetes --user=cluster-admin
设置默认环境项为default: kubectl config use-context default