Kubernetes-1-编程知识

学习Kubernetes第一天

k8s-1
- 1、什么是Kubernetes
- 2、配置Kubernetes
- - 2.1、准备三台全新的虚拟机
  - 2.2、关闭防火墙和SElinux
  - 2.3、修改主机名
  - 2.4、升级操作系统(三台一起操作)
  - 2.5、配置主机hosts文件，相互之间通过主机名互相访问
  - 2.6、配置master和node之间的免密通道
  - 2.7、关闭交换分区swap，提升性能(三台一起操作)
  - 2.8、为什么要关闭swap交换分区？
  - 2.9、修改机器内核参数(三台一起操作)
  - 2.10、配置阿里云的repo源(三台一起)
  - 2.11、配置时间同步(三台一起)
- 3、安装docker服务(三台一起)
- - 3.1、安装docker的最新版本
  - 3.2、配置镜像加速器
- 4、继续配置Kubernetes
- - 4.1、安装初始化k8s需要的软件包(三台一起)
  - 4.2、kubeadm初始化k8s集群
  - 4.3、基于kubeadm.yaml文件初始化k8s
  - 4.4、改一下node的角色为worker
  - 4.5、安装网络插件
- 5、一些基本的命令
- - 5.1、kubectl get namespace (命名空间)
  - kubectl get node
  - 5.2、kubectl get pod
- 6、pod是什么?
- 7、k8s中的组件
- - 7.1、在master上跑哪些组件--->运行哪些程序
  - 7.2、在node上跑哪些组件--->运行哪些程序
- 8、启动nginx的pod

k8s-1

1、什么是Kubernetes

Kubernetes, also known as K8s, is an open-source system for automating deployment, scaling, and management of containerized applications.

Kubernetes，也称为 K8s，是一个用于自动化部署、扩展和管理容器化应用程序的开源系统。

docker中也有一个容器编排工具: compose

2、配置Kubernetes

2.1、准备三台全新的虚拟机

控制节点	`master`	192.168.182.133
工作节点	`node1`	192.168.182.134
工作节点	`node2`	192.168.182.135

把ip地址都改为静态的

2.2、关闭防火墙和SElinux

[root@localhost ~]# sed -i 's/SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/g' /etc/selinux/config
[root@localhost ~]# service firewalld stop
Redirecting to /bin/systemctl stop firewalld.service
[root@localhost ~]# systemctl disable firewalld
Removed symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/firewalld.service.
Removed symlink /etc/systemd/system/dbus-org.fedoraproject.FirewallD1.service.
[root@localhost ~]# reboot

2.3、修改主机名

[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname master && bash
[root@master ~]#

[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname node-1 && bash
[root@node-1 ~]#

[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname node-2 && bash
[root@node-2 ~]#

2.4、升级操作系统(三台一起操作)

[root@master ~]# yum update -y

2.5、配置主机hosts文件，相互之间通过主机名互相访问

修改每台机器的/etc/hosts文件，增加如下三行:

192.168.182.133 master
192.168.182.134 node-1
192.168.182.135 node-2'看一下'
[root@master ~]# cat /etc/hosts
127.0.0.1   localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4
::1         localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6
192.168.182.133 master
192.168.182.134 node-1
192.168.182.135 node-2
[root@master ~]#

2.6、配置master和node之间的免密通道

ssh-keygen
cd /root/.ssh/
ssh-copy-id -i id_rsa.pub root@node-1
ssh-copy-id -i id_rsa.pub root@node-2

[root@master ~]# ssh-keygen   #生成密钥对,一路回车
Generating public/private rsa key pair.
Enter file in which to save the key (/root/.ssh/id_rsa): 
Created directory '/root/.ssh'.
Enter passphrase (empty for no passphrase): 
Enter same passphrase again: 
Your identification has been saved in /root/.ssh/id_rsa.
Your public key has been saved in /root/.ssh/id_rsa.pub.
The key fingerprint is:
SHA256:DoRBMmIAstd0QrtKG0QB2+VVkRAnppI35KRV4RQvQJc root@master
The key's randomart image is:
+---[RSA 2048]----+
|Oo==&.&B+o       |
|o* # #E+.        |
|o B X + .        |
| o o + .         |
|  o . . S        |
| . +   o         |
|  o     .        |
|                 |
|                 |
+----[SHA256]-----+[root@master ~]# cd /root/.ssh/	#进入 /root/.ssh/目录
[root@master .ssh]# ls
id_rsa  id_rsa.pub
[root@master .ssh]# ssh-copy-id -i id_rsa.pub root@node-1	
/usr/bin/ssh-copy-id: INFO: Source of key(s) to be installed: "id_rsa.pub"
The authenticity of host 'node-1 (192.168.182.134)' can't be established.
ECDSA key fingerprint is SHA256:VAXkY+ru3rBQHrgs94AB7LO819O7DBzXdUTGTLpNAak.
ECDSA key fingerprint is MD5:ab:bd:54:33:73:df:6b:16:48:59:15:05:c9:24:af:07.
Are you sure you want to continue connecting (yes/no)? yes
/usr/bin/ssh-copy-id: INFO: attempting to log in with the new key(s), to filter out any that are already installed
/usr/bin/ssh-copy-id: INFO: 1 key(s) remain to be installed -- if you are prompted now it is to install the new keys
root@node-1's password: Number of key(s) added: 1Now try logging into the machine, with:   "ssh 'root@node-1'"
and check to make sure that only the key(s) you wanted were added.[root@master .ssh]# ssh-copy-id -i id_rsa.pub root@node-2
/usr/bin/ssh-copy-id: INFO: Source of key(s) to be installed: "id_rsa.pub"
The authenticity of host 'node-2 (192.168.182.135)' can't be established.
ECDSA key fingerprint is SHA256:9MHFCfV2pm4w8bdJKG/bPKZ543YQ/LwQQAYMnEbGE18.
ECDSA key fingerprint is MD5:2a:e4:f6:73:8e:21:02:88:1b:6d:e3:e9:89:df:de:5f.
Are you sure you want to continue connecting (yes/no)? yes
/usr/bin/ssh-copy-id: INFO: attempting to log in with the new key(s), to filter out any that are already installed
/usr/bin/ssh-copy-id: INFO: 1 key(s) remain to be installed -- if you are prompted now it is to install the new keys
root@node-2's password: Number of key(s) added: 1Now try logging into the machine, with:   "ssh 'root@node-2'"
and check to make sure that only the key(s) you wanted were added.[root@master .ssh]#

2.7、关闭交换分区swap，提升性能(三台一起操作)

[root@master .ssh]# swapoff -a

永久关闭：注释``swap挂载，给swap`这行开头加一下注释

[root@master .ssh]# vim /etc/fstab
#/dev/mapper/centos-swap swap      swap    defaults        0 0

2.8、为什么要关闭swap交换分区？

Swap是交换分区，如果机器内存不够，会使用swap分区，但是swap分区的性能较低，k8s设计的时候为了能提升性能，默认是不允许使用交换分区的。``Kubeadm`初始化的时候会检测swap是否关闭，如果没关闭，那就初始化失败。如果不想要关闭交换分区，安装k8s的时候可以指定–ignore-preflight-errors=Swap来解决。

2.9、修改机器内核参数(三台一起操作)

[root@master .ssh]# modprobe br_netfilter
[root@master .ssh]# echo "modprobe br_netfilter" >> /etc/profile
[root@master .ssh]# cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf <<EOF
> net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
> net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
> net.ipv4.ip_forward = 1
> EOF
[root@master .ssh]# sysctl -p /etc/sysctl.d/k8s.conf
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.ipv4.ip_forward = 1
[root@master .ssh]#

2.10、配置阿里云的repo源(三台一起)

yum install -y yum-utilsyum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repoyum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2 wget net-tools nfs-utils lrzsz gcc gcc-c++ make cmake libxml2-devel openssl-devel curl curl-devel unzip sudo ntp libaio-devel wget vim ncurses-devel autoconf automake zlib-devel python-devel epel-release openssh-server socat ipvsadm conntrack ntpdate telnet ipvsadm配置安装k8s组件需要的阿里云的repo源vim  /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64/
enabled=1
gpgcheck=0

2.11、配置时间同步(三台一起)

[root@master ~]# yum install ntpdate -y
[root@master ~]# ntpdate cn.pool.ntp.org3 Mar 10:15:12 ntpdate[73056]: adjust time server 84.16.67.12 offset 0.007718 sec
[root@master ~]#

加入计划任务

[root@master ~]# crontab -e
no crontab for root - using an empty one
crontab: installing new crontab
[root@master ~]# crontab -l
* */1 * * * /usr/sbin/ntpdate   cn.pool.ntp.org
[root@master ~]# 
[root@master ~]# service crond restart
Redirecting to /bin/systemctl restart crond.service
[root@master ~]#

3、安装docker服务(三台一起)

3.1、安装docker的最新版本

[root@master ~]# sudo yum install docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-buildx-plugin docker-compose-plugin -y

[root@master ~]# systemctl start docker && systemctl enable docker.service
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/docker.service to /usr/lib/systemd/system/docker.service.
您在 /var/spool/mail/root 中有新邮件
[root@master ~]# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND   CREATED   STATUS    PORTS     NAMES
[root@master ~]#

3.2、配置镜像加速器

[root@master ~]# vim  /etc/docker/daemon.json
{"registry-mirrors":["https://rsbud4vc.mirror.aliyuncs.com","https://registry.docker-cn.com","https://docker.mirrors.ustc.edu.cn","https://dockerhub.azk8s.cn","http://hub-mirror.c.163.com"],"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]
} [root@master ~]#

[root@master ~]# systemctl daemon-reload
您在 /var/spool/mail/root 中有新邮件
[root@master ~]# systemctl restart docker
[root@master ~]# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND   CREATED   STATUS    PORTS     NAMES
[root@master ~]#

4、继续配置Kubernetes

4.1、安装初始化k8s需要的软件包(三台一起)

k8s 1.24开始就不再使用``docker作为底层的容器运行时软件，采用containerd`作为底层的容器运行时软件

[root@master ~]# yum install -y kubelet-1.20.6 kubeadm-1.20.6 kubectl-1.20.6

Kubeadm: kubeadm是一个工具，用来初始化k8s集群的

kubelet: 安装在集群所有节点上，用于启动Pod的

kubectl: 通过kubectl可以部署和管理应用，查看各种资源，创建、删除和更新各种组件

[root@master ~]# systemctl enable kubelet
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/kubelet.service to /usr/lib/systemd/system/kubelet.service.
您在 /var/spool/mail/root 中有新邮件
[root@master ~]#

4.2、kubeadm初始化k8s集群

把初始化k8s集群需要的离线镜像包上传到master、node-1、node-2机器上，手动解压

利用xftp传到master上的root用户的家目录下

再利用``scp`传递到node-1和node-2上(之前建立过免密通道)

[root@master ~]# scp k8simage-1-20-6.tar.gz root@node-1:/root
k8simage-1-20-6.tar.gz                                100% 1033MB 129.0MB/s   00:08    
[root@master ~]# scp k8simage-1-20-6.tar.gz root@node-2:/root
k8simage-1-20-6.tar.gz                                100% 1033MB 141.8MB/s   00:07    
[root@master ~]#

导入镜像(三台一起)

[root@master ~]# docker load -i k8simage-1-20-6.tar.gz

生成一个yml文件(在master上操作)

[root@master ~]# kubeadm config print init-defaults > kubeadm.yaml
您在 /var/spool/mail/root 中有新邮件
[root@master ~]# ls
anaconda-ks.cfg  k8simage-1-20-6.tar.gz  kubeadm.yaml
[root@master ~]# cat kubeadm.yaml 
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2
bootstrapTokens:
- groups:- system:bootstrappers:kubeadm:default-node-tokentoken: abcdef.0123456789abcdefttl: 24h0m0susages:- signing- authentication
kind: InitConfiguration
localAPIEndpoint:advertiseAddress: 1.2.3.4bindPort: 6443
nodeRegistration:criSocket: /var/run/dockershim.sockname: mastertaints:- effect: NoSchedulekey: node-role.kubernetes.io/master
---
apiServer:timeoutForControlPlane: 4m0s
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2
certificatesDir: /etc/kubernetes/pki
clusterName: kubernetes
controllerManager: {}
dns:type: CoreDNS
etcd:local:dataDir: /var/lib/etcd
imageRepository: k8s.gcr.io
kind: ClusterConfiguration
kubernetesVersion: v1.20.0
networking:dnsDomain: cluster.localserviceSubnet: 10.96.0.0/12
scheduler: {}
[root@master ~]#

'修改内容'
[root@master ~]# cat kubeadm.yaml 
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2
bootstrapTokens:
- groups:- system:bootstrappers:kubeadm:default-node-tokentoken: abcdef.0123456789abcdefttl: 24h0m0susages:- signing- authentication
kind: InitConfiguration
localAPIEndpoint:advertiseAddress: 192.168.182.133bindPort: 6443
nodeRegistration:criSocket: /var/run/dockershim.sockname: mastertaints:- effect: NoSchedulekey: node-role.kubernetes.io/master
---
apiServer:timeoutForControlPlane: 4m0s
apiVersion: kubeadm.k8s.io/v1beta2
certificatesDir: /etc/kubernetes/pki
clusterName: kubernetes
controllerManager: {}
dns:type: CoreDNS
etcd:local:dataDir: /var/lib/etcd
imageRepository: registry.aliyuncs.com/google_containers
kind: ClusterConfiguration
kubernetesVersion: v1.20.0
networking:dnsDomain: cluster.localserviceSubnet: 10.96.0.0/12podSubnet: 10.244.0.0/16
scheduler: {}
---
apiVersion: kubeproxy.config.k8s.io/v1alpha1
kind: KubeProxyConfiguration
mode: ipvs
---
apiVersion: kubelet.config.k8s.io/v1beta1
kind: KubeletConfiguration
cgroupDriver: systemd
[root@master ~]#

4.3、基于kubeadm.yaml文件初始化k8s

[root@master ~]# kubeadm init --config=kubeadm.yaml --ignore-preflight-errors=SystemVerification

[root@master ~]# mkdir -p $HOME/.kube
您在 /var/spool/mail/root 中有新邮件
[root@master ~]# sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
[root@master ~]# sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
[root@master ~]#

接下来去node-1和node-2上去执行

[root@node-1 ~]# kubeadm join 192.168.182.133:6443 --token abcdef.0123456789abcdef     --discovery-token-ca-cert-hash sha256:a258f95963e807c99fd3c1fb6d6bea67c781406006db3e26e1575dbbe71b2736

去master上查看是否成功

[root@master ~]# kubectl get node
NAME     STATUS     ROLES                  AGE     VERSION
master   NotReady   control-plane,master   8m22s   v1.20.6
node-1   NotReady   <none>                 67s     v1.20.6
node-2   NotReady   <none>                 61s     v1.20.6
[root@master ~]#

4.4、改一下node的角色为worker

[root@master ~]# kubectl label node node-1 node-role.kubernetes.io/worker=worker
node/node-1 labeled
[root@master ~]# kubectl label node node-2 node-role.kubernetes.io/worker=worker
node/node-2 labeled
[root@master ~]# kubectl get node
NAME     STATUS     ROLES                  AGE     VERSION
master   NotReady   control-plane,master   15m     v1.20.6
node-1   NotReady   worker                 8m12s   v1.20.6
node-2   NotReady   worker                 8m6s    v1.20.6
[root@master ~]#

4.5、安装网络插件

先利用xftp上传文件:calico.yml到/root/

[root@master ~]# kubectl apply -f  calico.yaml

[root@master ~]# kubectl get node
NAME     STATUS   ROLES                  AGE   VERSION
master   Ready    control-plane,master   20m   v1.20.6
node-1   Ready    worker                 13m   v1.20.6
node-2   Ready    worker                 13m   v1.20.6
[root@master ~]#

STATUS的状态变为：Ready —>成功了

5、一些基本的命令

5.1、kubectl get namespace (命名空间)

查看命名空间

[root@master ~]# kubectl get namespace
NAME              STATUS   AGE
default           Active   3h38m
kube-node-lease   Active   3h38m
kube-public       Active   3h38m
kube-system       Active   3h38m
[root@master ~]#

kube-system 是k8s实现管理功能的命名空间 -->政府–>公务员–>实现整个k8s的管理职能
default 是默认的创建的业务容器运行的命名空间

k8s的核心思想：以容器治容器 —》以容器管理容器 —》以华治华

kubectl get node

查看node节点的状态

[root@master ~]# kubectl get node
NAME     STATUS   ROLES                  AGE     VERSION
master   Ready    control-plane,master   3h29m   v1.20.6
node-1   Ready    worker                 3h21m   v1.20.6
node-2   Ready    worker                 3h21m   v1.20.6

5.2、kubectl get pod

查看启动了哪些pod

[root@master ~]# kubectl get pod

[root@master ~]# kubectl get pod -n kube-system
NAME                                       READY   STATUS    RESTARTS   AGE
calico-kube-controllers-6949477b58-d457n   1/1     Running   0          3h28m
calico-node-48bw7                          1/1     Running   0          3h28m
calico-node-lwvsk                          1/1     Running   0          3h28m
calico-node-zjvg8                          1/1     Running   0          3h28m
coredns-7f89b7bc75-pncxv                   1/1     Running   0          3h47m
coredns-7f89b7bc75-qb966                   1/1     Running   0          3h47m
etcd-master                                1/1     Running   0          3h48m
kube-apiserver-master                      1/1     Running   1          3h48m
kube-controller-manager-master             1/1     Running   0          3h48m
kube-proxy-48lqm                           1/1     Running   0          3h40m
kube-proxy-7kfxj                           1/1     Running   0          3h47m
kube-proxy-lwlxq                           1/1     Running   0          3h40m
kube-scheduler-master                      1/1     Running   0          3h48m
[root@master ~]#

这个 kubectl get pod -n kube-system 命令的含义是在 Kubernetes 集群中获取属于 kube-system 命名空间的所有 Pod。

解释如下：

kubectl: Kubernetes 命令行工具。
get pod: 获取 Pod 资源的信息。
-n kube-system: 指定命名空间为 kube-system

6、pod是什么?

在Kubernetes（K8s）中，``Pod是最小的可部署单元。一个Pod可以包含一个或多个容器`，它们共享相同的网络命名空间、存储卷以及一些其他资源。Pod是Kubernetes中多个容器协同工作的基本单元，通常用于组织和管理紧密耦合的容器组。

Pod提供了一些重要的特性：

共享网络命名空间：Pod内的容器可以使用相同的IP地址和端口空间，容器之间可以通过localhost进行通信。
共享存储卷：Pod内的容器可以访问相同的存储卷，从而实现容器之间的数据共享。
共享进程空间：Pod内的容器运行在相同的Linux命名空间中，它们可以共享进程视图。
一个Pod中的容器共享生命周期：Pod中的所有容器将同时启动、停止和重新启动。

总体而言，Pod是Kubernetes中的基本构建块，用于组织和管理容器化应用程序。容器是Pod中的一个组成部分，但Pod提供了更高层次的抽象，用于协调和管理这些容器。

7、k8s中的组件

7.1、在master上跑哪些组件—>运行哪些程序

Kube API Server（API服务器）：
- 作用：作为Kubernetes系统的前端接口，接收来自用户和其他组件的API请求，并将这些请求转发给其他组件进行处理。监听6443端口
- 重要特性：提供了RESTful API，是Kubernetes系统的唯一接口。
etcd（分布式键值存储）：
- 作用：保存了Kubernetes集群的所有重要配置信息，包括集群状态、配置、元数据等。存储数据的。监听的端口: 2379,2380
- 重要特性：保证高可用性和一致性，是Kubernetes的数据存储后端。
Kube Controller Manager（控制器管理器）：
- 作用：负责运行控制器，监视集群的状态变化，并根据状态的变化进行相应的调整和控制。
- 重要特性：包括节点控制器、副本控制器、服务控制器等。
Kube Scheduler（调度器）：
- 作用：负责监视新创建的、未指定运行节点（node）的 Pods，并选择节点来让 Pod 在上面运行。
- 重要特性：支持自定义调度器，具有插件式架构。
cloud Controller Manager（云控制器管理器）：
- 作用: 对接云的，阿里，腾讯，亚马逊等

7.2、在node上跑哪些组件—>运行哪些程序

Kubelet（节点代理）：
- 作用：负责在节点上运行和管理容器，监视与报告容器状态，并与控制平面的 Kube API Server 通信。—>调用docker帮我们启容器—>指挥docker去启动容器
- 在Node上的运行：每个节点都有一个运行 Kubelet 的实例。
Kube Proxy（代理）：
- 作用：负责维护节点上的网络规则，将服务暴露给集群内或集群外的其他服务。
- 在Node上的运行：每个节点都有一个运行 Kube Proxy 的实例。

联想到：docker proxy

Docker代理（Docker Proxy）通常是指Docker守护进程中的HTTP代理或HTTPS代理设置，用于在Docker守护进程与Docker Hub或其他镜像仓库之间进行网络通信。这个代理在一些网络环境中是必要的，例如在使用代理服务器访问互联网时，或者在受限制的网络环境中。

8、启动nginx的pod

[root@master ~]# kubectl create deployment k8s-nginx  --image=nginx  -r 3
deployment.apps/k8s-nginx created
[root@master ~]# kubectl get pod
NAME                         READY   STATUS              RESTARTS   AGE
k8s-nginx-75f95db655-dxwc6   0/1     ContainerCreating   0          18s
k8s-nginx-75f95db655-f8cnx   0/1     ContainerCreating   0          18s
k8s-nginx-75f95db655-ww9mk   0/1     ContainerCreating   0          18s
[root@master ~]#

该命令使用kubectl在Kubernetes集群中创建一个名为 k8s-nginx 的部署（Deployment），使用 Nginx 镜像，并指定副本数为 3。

具体解释如下：

kubectl create deployment k8s-nginx：创建一个名为 k8s-nginx 的部署。
--image=nginx：指定部署使用的容器镜像，这里是 Nginx 镜像。部署将会启动包含该镜像的 Pod。
-r 3：设置副本数为 3。这表示在集群中将有 3 个相同的 Pod 实例，每个 Pod 都运行着 Nginx 容器。副本数是部署控制的实例数，用于确保在集群中有指定数量的运行实例。

总结起来，这个命令的目的是在 Kubernetes 集群中创建一个部署，该部署会启动 3 个运行 Nginx 镜像的 Pod 实例。这是一个简单的部署示例，你可以根据实际需求进行更复杂的部署配置。

netes 集群中创建一个部署，该部署会启动 3 个运行 Nginx 镜像的 Pod 实例。这是一个简单的部署示例，你可以根据实际需求进行更复杂的部署配置。

查看启的容器在哪个node节点上

[root@master ~]# kubectl get pod -o wide
NAME                         READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP              NODE     NOMINATED NODE   READINESS GATES
k8s-nginx-75f95db655-dxwc6   1/1     Running   0          68s   10.244.84.130   node-1   <none>           <none>
k8s-nginx-75f95db655-f8cnx   1/1     Running   0          68s   10.244.84.131   node-1   <none>           <none>
k8s-nginx-75f95db655-ww9mk   1/1     Running   0          68s   10.244.247.3    node-2   <none>           <none>
[root@master ~]#