【云原生】容器编排K8S

文章目录

- 安装 kubectl
- 安装 kubernetes 集群的几种选择
- 使用 kubectl 查看和切换 context
- 服务部署（1）使用 kubectl 部署(deployment)
- 服务部署(2): 使用 kubectl 查看 ReplicaSet 和 Pods
- 服务部署(3): 使用 kubectl 启动服务(service)
- 生产环境 k8s 三件套：kubelet, kubectl, kubeadm
- k8s 基础组件介绍

安装 kubectl

kubectl 是用来与 Kubernetes 集群通讯的命令行工具。通过 Kubectl 可以在 Kubernetes 集群上完成如下操作：

部署和管理应用
查看资源信息
删除和更新组件

kubectl 适配了不同操作系统不同指令架构的安装版本

在 Linux 上安装 Kubectl
在 MacOS 上安装 Kebuctl
在 Windows 上安装 Kubectl

安装 kubernetes 集群的几种选择

生产环境的 kubernetes 集群安装涉及到较多细节，也不适合在个人机器上安装和学习。开发者学习 kubernetes 可以使用的环境有几种：

使用云厂商提供的套装
在云主机上自己安装和配置
在开发者主机上安装和配置

从成本上来说，在开发者主机上安装和配置是比较方便的。以学习为目的，在个人主机上安装和配置 kubernetes 有两个可选的套装

kind: kind 让你能够在本地计算机上运行 Kubernetes。 kind 要求你安装并配置好 Docker。
minikube: 与 kind 类似，minikube 是一个工具，能让你在本地运行 Kubernetes。 minikube 在你本地的个人计算机（包括 Windows、macOS 和 Linux PC）运行一个单节点的 Kubernetes 集群，以便你来尝试 Kubernetes 或者开展每天的开发工作。

kind 或者 minikube 不会安装 kubectl，因此kubectl是需要独立安装的。生产环境上的集群安装和配置则不建议使用 kind 或者 minikube。

使用 kubectl 查看和切换 context

创建了不同名字的 k8s 集群，kubectl 是和哪个集群通讯的呢？可以通过以下命令先看下全局信息。

代码语言：javascript复制

kubectl config view

内容如下：

代码语言：javascript复制

apiVersion: v1
clusters:
- cluster:
    certificate-authority-data: DATA OMITTED
    server: https://127.0.0.1:60712
  name: kind-hello-k8s
- cluster:
    certificate-authority-data: DATA OMITTED
    server: https://127.0.0.1:50225
  name: kind-test
- cluster:
    certificate-authority: /Users/feilong/.minikube/ca.crt
    extensions:
    - extension:
        last-update: Wed, 16 Mar 2022 19:13:01 CST
        provider: minikube.sigs.k8s.io
        version: v1.25.2
      name: cluster_info
    server: https://127.0.0.1:49371
  name: minikube
contexts:
- context:
    cluster: kind-hello-k8s
    user: kind-hello-k8s
  name: kind-hello-k8s
- context:
    cluster: kind-test
    user: kind-test
  name: kind-test
- context:
    cluster: minikube
    extensions:
    - extension:
        last-update: Wed, 16 Mar 2022 19:13:01 CST
        provider: minikube.sigs.k8s.io
        version: v1.25.2
      name: context_info
    namespace: default
    user: minikube
  name: minikube
current-context: kind-hello-k8s
kind: Config
preferences: {}
users:
- name: kind-hello-k8s
  user:
    client-certificate-data: REDACTED
    client-key-data: REDACTED
- name: kind-test
  user:
    client-certificate-data: REDACTED
    client-key-data: REDACTED
- name: minikube
  user:
    client-certificate: /Users/feilong/.minikube/profiles/minikube/client.crt
    client-key: /Users/feilong/.minikube/profiles/minikube/client.key

主要包括这几类信息：

clusters 列出了所有的 k8s 集群，例如这里有两个kind创建的集群：kind-hello-k8s 和 kind-test 以及一个 minikube 创建的集群minikube
context 列出了每个 k8s 集群对应的上下文信息
users 列出了每个 k8s 集群的用户信息
current-context 指定了当前 kubectl 连接的集群上下文，这里是 kind-hello-k8s

通过kubectl config get-contexts 查看下有哪些集群上下文，通过kubectl config current-context确认当前 k8s 集群上下文。通过kubectl get nodes查看当前 kubectl 连接的集群kind-hello-k8s的节点列表。通过kubectl config use-context kind-test 切换连接的 k8s 集群。

服务部署（1）使用 kubectl 部署(deployment)

在根目录下创建一个 k8s 的部署配置文件，文件是 yaml 格式，文件名为k8s_python_sample_code.deployment.yml，内容如下，注意name字段不能是下划线命名风格：文件内容案例如下：

代码语言：javascript复制

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: cloud-native-hello-py
  labels:
    app: cloud-native-hello-py
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: cloud-native-hello-py
  template:
    metadata:
      labels:
        app: cloud-native-hello-py
    spec:
      containers:
      - name: cloud-native-hello-py
        image: fanfeilong/cloud_native_hello_py
        ports:
        - containerPort: 1024

通过一组操作来部署和查看状态：

使用命令 kubectl create -f k8s.deployment.yaml 部署到 k8s 集群，“部署” 本身被当一种资源创建过程
使用命令 kubectl get deployments 查看部署情况
使用命令kubectl rollout status deployment/cloud-native-hello-py查看状态。

服务部署(2): 使用 kubectl 查看 ReplicaSet 和 Pods

k8s 通过 deployment 部署，deployment 管理副本集合ReplicaSet ，而 ReplicaSet 包含多个Pod。那么Pod又是什么呢？ Pod是一个或多个容器的组合，这些容器共享存储、网络和命名空间，以及如何运行的规范。Pod是 K8s 的最小可部署单元。通过命令kubectl get rs直观地看下 ReplicaSet

通过命令kubectl get pods直观地看下 pods

可以看到有一个 ReplicaSet，管理三个 Pods。ReplicaSet 管理多个 Pod，确保以指定个数的副本运行部署的服务。 ReplicaSet 的信息解释：

NAME：ReplicaSet 名字
DESIRED：需要的 pod 副本个数
CURRENT：当前运行的 pod 副本个数
READY: 有多少个副本对用户可用
AGE：运行开始到现在的时间

Pod的列信息大同小异：

NAME: 名字
READY：就绪状态
STATUS：运行状态
RESTARTS：重启次数
AGE：运行开始到现在的时间

服务部署(3): 使用 kubectl 启动服务(service)

经过 deployment，cloud_native_hello_py 项目的目录结构如下：

代码语言：javascript复制

.
├── Dockerfile
├── README.md
├── k8s.deployment.yaml
└── src
    ├── main.py
    └── requirements.txt

在根目录下增加一个文件k8s.service.yaml，内容如下：

代码语言：javascript复制

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: cloud-native-hello-py
spec:
  selector:
    app: cloud-native-hello-py
  ports:
    - protocol: TCP
      port: 1024
      targetPort: 1024

注意 targetPort 必须和 deployment 步骤里容器的导出端口一致使用如下的命令来创建服务 kubectl create -f k8s.service.yaml

对服务做下端口转发

使用浏览器直接访问

生产环境 k8s 三件套：kubelet, kubectl, kubeadm

贡献者：幻灰龙在生产环境上，例如 centos linux系统上，使用 kubelet, kubectl, kubeadm 三件套可以部署 k8s 集群。 cenos 上安装 k8s 步骤如下：

安装 docker
安装 kubelet, kubectl, kubeadm
使用 kubeadm 初始化集群

例如，安装三件套的命令如下

代码语言：javascript复制

sudo yum install -y kubectl kubelet kubeadm
sudo systemctl enable kubelet
sudo systemctl start kubelet

使用 kubeadm 初始化集群的命令如下

代码语言：javascript复制

kubeadm init --apiserver-advertise-address=0.0.0.0 
--apiserver-cert-extra-sans=127.0.0.1 
--image-repository=registry.aliyuncs.com/google_containers 
--ignore-preflight-errors=all 
--kubernetes-version=v1.21.1 
--service-cidr=10.10.0.0/16 
--pod-network-cidr=10.18.0.0/16

k8s 基础组件介绍

贡献者：幻灰龙到目前为止，我们从 k8s 命令行安装和操作的角度理解到了 k8s 的很多基本概念：

容器(docker)里可以跑代码
pod 可以管理容器(docker)
ReplicaSet 可以管理多 pod
通过 deployment 可以部署一个 ReplicaSet
deployement 可以通过 service 暴露给集群外
k8s的集群节点分 control-plane 和 worker 两种节点

我们也掌握了安装 k8s 的概念

kubectl 可以用来和 k8s 集群通讯，是 k8s 的命令行客户端
使用 minikube/kind 可以创建学习环境 k8s 集群
使用 kubeadm 可以创建生产环境 k8s

现在，我们简要介绍下 k8s 的核心组件

etcd ：实现了raft分布式一致性协议的元数据存储
apiserver：提供了元数据读写 etcd 的api
Controller Manager ：集群内部的控制管理中心
Scheduler：集群内部的调度器，对 pod 进行调度
Kubelet：负责 Node 节点上的 pod 的增删查改
Proxy： Service的代理

参考：https://edu.csdn.net/skill/cloud_native/

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