云原生系列3-Kubernetes

mapengpeng1999@163.c2023-12-23 12:42

1、Kubernetes概述

k8s缩写是因为k和s之间有八个字符。k8s是基于容器技术的分布式架构方案。官网：https://kubernetes.io/zh-cn/

Google在 2014年开源了Kubernetes项目，Kubernetes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。同样类似的容器编排工具还有docker swarm等，但kubernetes应用最为广泛，社区更为活跃。

为什么要使用 Kubernetes？

当你的应用只是跑在一台机器，直接一个 docker + docker compose 就够了，方便轻松；

当你的应用需要跑在 3，4 台机器上，你依旧可以每台机器单独配置运行环境 + 负载均衡；

当你应用访问数不断增加，机器逐渐增加到十几台、上百台、上千台时，每次加机器、软件更新、版本回滚，都会变得非常麻烦。单机走向集群已成为必然，这时Kubernetes 就可以一展身手了。

Kubernetes是一个开放的开发平台。没有限定任何编程接口，因此不管是Java、Go、C++仍是用Python编写的服务，均可以毫无困难地映射为Kubernetes的Service，并经过标准的TCP协议进行交互。此外，因为Kubernetes平台对现有的编程语言、编程框架、中间件没有任何侵入性，所以现有的系统很容易改造升级并迁移到Kubernetes平台上。

项目部署的发展历程，经历了物理机、虚拟机、容器化三个阶段的演变。

1、传统部署时代

早期，应用程序直接在物理服务器上运行，无法为物理服务器中的应用程序定义资源边界，这会导致资源分配问题。例如，如果在物理服务器上运行多个应用程序，则可能会出现一个应用程序占用大部分资源的情况，结果可能导致其他应用程序的性能下降。一种解决方案是在不同的物理服务器上运行每个应用程序，但是由于资源利用不足而无法扩展，并且维护许多物理服务器的成本很高。

2、虚拟化部署时代

为了解决物理机存在的弊端，引入了虚拟化技术，支持在单个物理服务器的CPU上运行多个虚拟机（VM），每个VM是一台完整的计算机，在虚拟化硬件之上运行所有组件，包括其自己的操作系统。虚拟化技术允许应用程序在VM之间隔离，提供一定程度的安全，一个应用程序的信息不能被另一应用程序随意访问。虚拟化技术能够更好地利用物理服务器上的资源，由于可轻松地添加或更新应用程序而实现更好的可伸缩性，降低了硬件成本。

3、容器部署时代

容器类似于VM，但是具有被放宽的隔离属性，可以在应用程序之间共享操作系统，因此容器被认为是轻量级的隔离。容器与VM类似，具有自己的文件系统、CPU、内存、进程空间等，由于它们与基础架构分离，因此可以跨云和操作系统发行版本进行移植。

随着微服务、容器化等技术的发展，解决了资源利用率不高的问题，但是随之而来却是如何进行容器管理，过多的容器使得运维工作也成为了一种负担，因此容器编排对于大型依托于容器化部署的分布式系统至关重要。在容器编排方面，Kubernetes所扮演的角色如下图所示：

Kubernetes相当于在容器之上，对服务器资源以及容器调度等过程进行管理。

Kubernetes设计架构，官方架构设计图：

1、kube-apiserver：通过 API与Kubernetes 集群进行交互。Kubernetes API 是 Kubernetes 控制平面的前端，用于处理内部和外部请求。API 服务器会确定请求是否有效，如果有效，则对其进行处理。可以通过 REST 调用、kubectl 命令行界面或其他命令行工具（例如 kubeadm）来访问 API。

2、kube-scheduler：Kubernetes 调度程序会考虑容器集的资源需求（例如 CPU 或内存）以及集群的运行状况。它会将容器集安排到适当的计算节点。

3、kube-controller-manager：控制器负责实际运行集群，控制器用于查询调度程序，并确保有正确数量的容器集在运行。如果有容器集停止运行，另一个控制器会发现并做出响应。控制器会将服务连接至容器集，以便让请求前往正确的端点。还有一些控制器用于创建帐户和 API 访问令牌。

4、etcd：配置数据以及有关集群状态的信息位于 etcd（一个键值key-value存储数据库）中。

5、容器集Pod：容器集是 Kubernetes 对象模型中最小、最简单的单元。它代表了应用的单个实例。每个容器集都由一个容器（或一系列紧密耦合的容器）以及若干控制容器运行方式的选件组成。容器集可以连接至持久存储，以运行有状态应用。

6、kubelet：每个计算节点中都包含一个 kubelet，这是一个与控制平面通信的微型应用。kubelet 可确保容器在容器集内运行。当控制平面需要在节点中执行某个操作时，kubelet 就会执行该操作。

7、kube-proxy：每个计算节点中还包含 kube-proxy，这是一个用于优化 Kubernetes 网络服务的网络代理。kube-proxy 负责处理集群内部或外部的网络通信。

Minikube安装

minikube基于go语言开发，可以在单机环境下快速搭建可用的k8s集群，快速启动消耗机器资源较少，非常适合测试和本地开发，现有的大部分在线k8s实验环境也是基于minikube的。

Minikube架构，master 节点与其它节点合为一体，而整体则通过宿主机上的 kubectl 进行管理，这样可以更加节省资源。

Minikube 支持 Windows、macOS、Linux 三种 OS，会根据平台不同，下载对应的虚拟机镜像，并在镜像内安装 K8S。

这里直接使用 Windows 安装minikube。

1、docker安装

bash 复制代码 
1、下载地址：https://docs.docker.com/desktop/install/windows-install/
2、双击下载的 Docker for Windows Installer 安装文件，一路 Next，点击 Finish 完成安装。
3、安装好之后会重启电脑

2、安装minikube

bash 复制代码 
1、minikube下载地址 https://minikube.sigs.k8s.io/docs/start/ ，下载 minikube.exe双击运行安装，
https://github.com/kubernetes/minikube/releases/latest/download/minikube-windows-amd64.exe
2、配置系统环境变量path，添加minikube.exe到path中，C:\minikube
3、命令行测试，需要保证docker启动
启动minikube，minikube start，minikube version，minikube status，minikube ip
4、进入minikube，docker环境，minikube ssh，docker ps
5、k8s命令kubectl,kubectl get nodes，kubectl get pods -A
6、停止minikube，minikube stop

2、裸机手动搭建K8S集群

1、三台VM一主二从，每台4颗cpu内存4G，NAT模式，10.1.1.111(master)，10.1.1.112(node1)，10.1.1.113(node2)

2、三台VM都要先安装docker

bash 复制代码 
卸载旧的docker
sudo yum remove docker \
    docker-client \
    docker-client-latest \
    docker-common \
    docker-latest \
    docker-latest-logrotate \
    docker-logrotate \
    docker-engine
配置yum源、下载docker-ce.repo
yum install -y yum-utils
yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
安装docker    
yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io
配置阿里云镜像加速器
sudo mkdir -p /etc/docker
sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
  "registry-mirrors": ["https://qiyb9988.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker
启动Docker
sudo systemctl start docker
设置开机自启动Docker
sudo systemctl enable docker
查看版本
docker version

3、安装k8s前的系统环境准备，官方要求的

bash 复制代码 
每台节点设置不同的hostname
hostnamectl set-hostname masternew
hostnamectl set-hostname node1new
hostnamectl set-hostname node2new

关闭防火墙，允许节点之间通信
systemctl stop firewalld 
systemctl disable firewalld

禁用selinux
sudo setenforce 0
sudo sed -i 's/^SELINUX=enforcing$/SELINUX=disabled/' /etc/selinux/config 

关闭swap分区
sudo swapoff -a
sudo sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab

允许 iptables 检查桥接流量(所有节点)
cat <<EOF | sudo tee /etc/modules-load.d/k8s.conf
br_netfilter
EOF

cat <<EOF | sudo tee /etc/sysctl.d/k8s.conf
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
EOF

重新加载配置文件
sudo sysctl --system

4、安装k8s集群三大组件 kubeadm、kubelet、kubectl

需要在每台机器上安装以下的软件包：

1、kubeadm：用来初始化集群的指令。

2、kubelet：在集群中的每个节点上用来启动 Pod 和容器等。

3、kubectl：用来与集群通信的命令行工具。

参考阿里巴巴开源镜像站Kubernetes安装步骤:https://developer.aliyun.com/mirror/kubernetes

bash 复制代码 
# 安装 kubeadm、kubelet 和 kubectl，配置yum文件，因为国内无法直接访问google，这里需要将官网中的google的源改为国内源
cat <<EOF > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64/
enabled=1
gpgcheck=1
repo_gpgcheck=1
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
EOF

setenforce 0
yum install -y kubelet kubeadm kubectl
systemctl enable kubelet && systemctl start kubelet

# 查看版本信息
kubectl version

5、安装cri环境（要先确保docker是启动的）

在 Kubernetes v1.24 及更早版本中，我们使用docker作为容器引擎在k8s上使用时，依赖一个dockershim的内置k8s组件；k8s v1.24发行版中将dockershim组件给移除了；取而代之的就是cri-dockerd(当然还有其它容器接口)；简单讲CRI就是容器运行时接口（Container Runtime Interface,CRI），也就是说cri-dockerd就是以docker作为容器引擎而提供的容器运行时接口；即我们想要用docker作为k8s的容器运行引擎，我们需要先部署好cri-dockerd;用cri-dockerd来与kubelet交互，然后再由cri-dockerd和docker api交互，使我们在k8s能够正常使用docker作为容器引擎；

bash 复制代码 
# 下载cri-docker
wget https://github.com/Mirantis/cri-dockerd/releases/download/v0.3.4/cri-dockerd-0.3.4.amd64.tgz

# 解压cri-docker
tar xvf cri-dockerd-*.amd64.tgz 
cp -r cri-dockerd/  /usr/bin/
chmod +x /usr/bin/cri-dockerd/cri-dockerd

# 写入启动cri-docker配置文件
cat >  /usr/lib/systemd/system/cri-docker.service <<EOF
[Unit]
Description=CRI Interface for Docker Application Container Engine
Documentation=https://docs.mirantis.com
After=network-online.target firewalld.service docker.service
Wants=network-online.target
Requires=cri-docker.socket

[Service]
Type=notify
ExecStart=/usr/bin/cri-dockerd/cri-dockerd --network-plugin=cni --pod-infra-container-image=registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.7
ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
TimeoutSec=0
RestartSec=2
Restart=always
StartLimitBurst=3
StartLimitInterval=60s
LimitNOFILE=infinity
LimitNPROC=infinity
LimitCORE=infinity
TasksMax=infinity
Delegate=yes
KillMode=process
 
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

# 写入cri-docker的socket配置文件
cat > /usr/lib/systemd/system/cri-docker.socket <<EOF
[Unit]
Description=CRI Docker Socket for the API
PartOf=cri-docker.service
 
[Socket]
ListenStream=%t/cri-dockerd.sock
SocketMode=0660
SocketUser=root
SocketGroup=docker
 
[Install]
WantedBy=sockets.target
EOF

# 重新加载配置文件（如.service文件、socket文件等）
systemctl daemon-reload
# 启用并立即启动cri-docker.service
systemctl enable --now cri-docker.service
# 查看cri-docker.service运行状态
systemctl status cri-docker.service

6、安装并初始化master节点

bash 复制代码 
# 所有节点添加master节点的域名映射
echo "10.1.1.111 masternew" >> /etc/hosts
# node节点ping测试映射是否成功
ping masternew
# 如果init初始化master失败，可以kubeadm重置，kubeadm：用来初始化集群的指令。
kubeadm reset --cri-socket unix:///var/run/cri-dockerd.sock
# 只有主节点master初始化（只在master执行）
# 注意修改apiserver的地址为master节点的ip
# 注意service-cidr、pod-network-cidr的网络节点不能和master网络ip重叠（service网络、pod网络不要和宿主机一样）
kubeadm init \
--apiserver-advertise-address=10.1.1.111 \
--control-plane-endpoint=masternew \
--image-repository registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers \
--kubernetes-version v1.28.2 \
--service-cidr=10.96.0.0/16 \
--pod-network-cidr=192.169.0.0/16 \
--cri-socket unix:///var/run/cri-dockerd.sock

等待命令运行完毕即可，执行成功后可以看到会返回一些命令，按照提示执行这些命令即可。

bash 复制代码 
Your Kubernetes control-plane has initialized successfully!

To start using your cluster, you need to run the following as a regular user:

  mkdir -p $HOME/.kube
  sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
  sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

Alternatively, if you are the root user, you can run:

  export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf

You should now deploy a pod network to the cluster.
Run "kubectl apply -f [podnetwork].yaml" with one of the options listed at:
  https://kubernetes.io/docs/concepts/cluster-administration/addons/

You can now join any number of control-plane nodes by copying certificate authorities
and service account keys on each node and then running the following as root:

  kubeadm join masternew:6443 --token 7izf2l.1ssrdhqux2vyradb \
        --discovery-token-ca-cert-hash sha256:c6995cbd84c701ef6ba2eff481d43b7ad3c2c1e49387a9c6f7bdc36c97ad590c \
        --control-plane       # control-plane控制节点，这是加入控制节点命令

Then you can join any number of worker nodes by running the following on each as root:

kubeadm join masternew:6443 --token 7izf2l.1ssrdhqux2vyradb \
        --discovery-token-ca-cert-hash sha256:c6995cbd84c701ef6ba2eff481d43b7ad3c2c1e49387a9c6f7bdc36c97ad590c
bash 复制代码 
[root@masternew ~]# mkdir -p $HOME/.kube
[root@masternew ~]# sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
[root@masternew ~]# sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
[root@masternew ~]# export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf
初始化完成后，可以使用命令查看节点信息了，发现是 NotReady 状态
[root@masternew ~]# kubectl get nodes
NAME        STATUS     ROLES           AGE   VERSION
masternew   NotReady   control-plane   97s   v1.28.2

7、工作节点加入k8s集群，加入节点命令是在初始化master完成后给出的，在每个工作节点执行。

bash 复制代码 
[root@node1new ~]# kubeadm join masternew:6443 --token 7izf2l.1ssrdhqux2vyradb \
>         --discovery-token-ca-cert-hash sha256:c6995cbd84c701ef6ba2eff481d43b7ad3c2c1e49387a9c6f7bdc36c97ad590c
Found multiple CRI endpoints on the host. Please define which one do you wish to use by setting the 'criSocket' field in the kubeadm configuration file: unix:///var/run/containerd/containerd.sock, unix:///var/run/cri-dockerd.sock
To see the stack trace of this error execute with --v=5 or higher
bash 复制代码 
如果由于当前版本不再默认支持docker,如果服务器使用的docker，
需要在命令后面加入参数--cri-socket unix:///var/run/cri-dockerd.sock
kubeadm join masternew:6443 --token 7izf2l.1ssrdhqux2vyradb \
        --discovery-token-ca-cert-hash sha256:c6995cbd84c701ef6ba2eff481d43b7ad3c2c1e49387a9c6f7bdc36c97ad590c \
        --cri-socket unix:///var/run/cri-dockerd.sock
bash 复制代码 
[root@node1new ~]# kubeadm join masternew:6443 --token 7izf2l.1ssrdhqux2vyradb \
>         --discovery-token-ca-cert-hash sha256:c6995cbd84c701ef6ba2eff481d43b7ad3c2c1e49387a9c6f7bdc36c97ad590c \
>         --cri-socket unix:///var/run/cri-dockerd.sock
[preflight] Running pre-flight checks
        [WARNING Hostname]: hostname "node1new" could not be reached
        [WARNING Hostname]: hostname "node1new": lookup node1new on 8.8.8.8:53: no such host
[preflight] Reading configuration from the cluster...
[preflight] FYI: You can look at this config file with 'kubectl -n kube-system get cm kubeadm-config -o yaml'
[kubelet-start] Writing kubelet configuration to file "/var/lib/kubelet/config.yaml"
[kubelet-start] Writing kubelet environment file with flags to file "/var/lib/kubelet/kubeadm-flags.env"
[kubelet-start] Starting the kubelet
[kubelet-start] Waiting for the kubelet to perform the TLS Bootstrap...

This node has joined the cluster:
* Certificate signing request was sent to apiserver and a response was received.
* The Kubelet was informed of the new secure connection details.

Run 'kubectl get nodes' on the control-plane to see this node join the cluster.
bash 复制代码 
#token默认的有效期为24小时，过期之后就不能用了，需要重新创建token，操作如下
kubeadm token create --print-join-command
# 另外，短时间内生成多个token时，生成新token后建议删除前一个旧的
#查看token命令
kubeadm token list
# 删除token命令
kubeadm token delete tokenid
bash 复制代码 
[root@masternew ~]# kubectl get nodes
NAME        STATUS     ROLES           AGE   VERSION
masternew   NotReady   control-plane   17m   v1.28.2
node1new    NotReady   <none>          58s   v1.28.2
node2new    NotReady   <none>          48s   v1.28.2

8、部署 calico

安装pod网络插件是pod之间进行通信的必要条件，k8s支持众多网络方案，这里选用calico方案。

calico历史版本地址 https://docs.tigera.io/archive#v3.1.7

bash 复制代码 
# 下载calico.yaml
curl https://docs.tigera.io/archive/v3.25/manifests/calico.yaml -O

在初始化master时配置的--pod-network-cidr=192.169.0.0/16，编辑calico.yaml配置文件，这里CALICO_IPV4POOL_CIDR也要改成192.169.0.0/16

calico 默认会找 eth0网卡，如果当前机器网卡不是这个名字会无法启动，需要手动配置下网卡名。

我这里是 ens33，编辑calico.yaml配置文件加入如下内容 ，在 CLUSTER_TYPE 同级目录下

bash 复制代码 
        - name: IP_AUTODETECTION_METHOD
          value: "interface=ens33"
bash 复制代码 
kubectl apply -f calico.yaml
kubectl apply 应用后需要等待一段时间节点状态才会变为Ready，主机内存cpu越少等待时间越久。
[root@masternew ~]# kubectl get nodes
NAME        STATUS   ROLES           AGE   VERSION
masternew   Ready    control-plane   61m   v1.28.2
node1new    Ready    <none>          45m   v1.28.2
node2new    Ready    <none>          45m   v1.28.2

查看所有的pod，要等一段时间这里状态才会变为Running

默认查询当前命名空间下对象，-A查询所有命名空间下对象，这里查询的对象是pod

bash 复制代码 
[root@masternew ~]# kubectl get pod -A
NAMESPACE     NAME                                       READY   STATUS              RESTARTS        AGE
kube-system   calico-kube-controllers-658d97c59c-6f5r4   0/1     ContainerCreating   0               22m
kube-system   calico-node-hhxdx                          0/1     PodInitializing     0               22m
kube-system   calico-node-mvjtr                          0/1     Init:2/3            0               22m
kube-system   calico-node-rcgvh                          0/1     Init:2/3            0               22m
kube-system   coredns-6554b8b87f-4p8zd                   0/1     ContainerCreating   0               61m
kube-system   coredns-6554b8b87f-xrv4h                   0/1     ContainerCreating   0               61m
kube-system   etcd-masternew                             1/1     Running             0               61m
kube-system   kube-apiserver-masternew                   1/1     Running             0               61m
kube-system   kube-controller-manager-masternew          0/1     Running             6 (4m16s ago)   61m
kube-system   kube-proxy-djnzr                           1/1     Running             0               45m
kube-system   kube-proxy-dz7wh                           1/1     Running             0               61m
kube-system   kube-proxy-nx8zq                           1/1     Running             0               45m
kube-system   kube-scheduler-masternew                   0/1     Running             6 (2m1s ago)    61m

[root@masternew ~]# kubectl get pod -A
NAMESPACE     NAME                                       READY   STATUS    RESTARTS        AGE
kube-system   calico-kube-controllers-658d97c59c-6f5r4   1/1     Running   0               26m
kube-system   calico-node-hhxdx                          1/1     Running   1 (60s ago)     26m
kube-system   calico-node-mvjtr                          1/1     Running   0               26m
kube-system   calico-node-rcgvh                          1/1     Running   0               26m
kube-system   coredns-6554b8b87f-4p8zd                   1/1     Running   0               65m
kube-system   coredns-6554b8b87f-xrv4h                   1/1     Running   0               65m
kube-system   etcd-masternew                             1/1     Running   0               65m
kube-system   kube-apiserver-masternew                   1/1     Running   0               65m
kube-system   kube-controller-manager-masternew          0/1     Running   7 (3m33s ago)   65m
kube-system   kube-proxy-djnzr                           1/1     Running   0               49m
kube-system   kube-proxy-dz7wh                           1/1     Running   0               65m
kube-system   kube-proxy-nx8zq                           1/1     Running   0               49m
kube-system   kube-scheduler-masternew                   1/1     Running   7 (3m2s ago)    65m

测试K8S的自愈能力，将一个工作节点关机或重启，查看工作节点状态变为NotReady

节点重启成功后，又会自动加入到集群中，再次查看工作节点状态变为Ready。

bash 复制代码 
[root@masternew ~]# kubectl get nodes
NAME        STATUS     ROLES           AGE   VERSION
masternew   Ready      control-plane   76m   v1.28.2
node1new    NotReady   <none>          60m   v1.28.2
node2new    Ready      <none>          60m   v1.28.2
[root@masternew ~]# kubectl get nodes
NAME        STATUS   ROLES           AGE   VERSION
masternew   Ready    control-plane   79m   v1.28.2
node1new    Ready    <none>          63m   v1.28.2
node2new    Ready    <none>          63m   v1.28.2

3、Dashboard

Dashboard 是Kubernetes官方提供的可视化控制面板

项目地址：https://github.com/kubernetes/dashboard

bash 复制代码 
wget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v2.7.0/aio/deploy/recommended.yaml
下载失败的话，就网页访问，然后将网页内容复制粘贴，文件名可自定义。
kubectl apply -f recommended.yaml
bash 复制代码 
默认查询当前命名空间下对象，-A查询所有命名空间下对象，这里查询的对象是svc服务service
[root@masternew ~]# kubectl get svc -A
NAMESPACE              NAME                        TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)                  AGE
default                kubernetes                  ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP                  112m
kube-system            kube-dns                    ClusterIP   10.96.0.10      <none>        53/UDP,53/TCP,9153/TCP   112m
kubernetes-dashboard   dashboard-metrics-scraper   ClusterIP   10.96.149.225   <none>        8000/TCP                 6m54s
kubernetes-dashboard   kubernetes-dashboard        ClusterIP   10.96.159.43    <none>        443/TCP                  6m54s
bash 复制代码 
官方下载的要修改才能正常使用，将type：ClusterIP改为type：NodePort
kubectl edit 在线修改，将type：ClusterIP改为type：NodePort，svc指服务service，-n指定命名空间
kubectl edit svc kubernetes-dashboard -n kubernetes-dashboard
bash 复制代码 
[root@masternew ~]# kubectl get svc -A
NAMESPACE              NAME                        TYPE        CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)                  AGE
default                kubernetes                  ClusterIP   10.96.0.1       <none>        443/TCP                  119m
kube-system            kube-dns                    ClusterIP   10.96.0.10      <none>        53/UDP,53/TCP,9153/TCP   119m
kubernetes-dashboard   dashboard-metrics-scraper   ClusterIP   10.96.149.225   <none>        8000/TCP                 13m
kubernetes-dashboard   kubernetes-dashboard        NodePort    10.96.159.43    <none>        443:31260/TCP            13m

集群任意节点都可以访问，注意是https协议，https://集群任意节点ip:31260/ ， https://10.1.1.111:31260/

登录需要Token，创建一个Token，名字可自定义，vi dash-token.yaml

bash 复制代码 
kind: ClusterRoleBinding
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
metadata:
  name: admin
  annotations:
    rbac.authorization.kubernetes.io/autoupdate: "true"
roleRef:
  kind: ClusterRole
  name: cluster-admin
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: admin
  namespace: kubernetes-dashboard
---
apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: admin
  namespace: kubernetes-dashboard
  labels:
    kubernetes.io/cluster-service: "true"
    addonmanager.kubernetes.io/mode: Reconcile
bash 复制代码 
kubectl apply -f dash-token.yaml
dashboard获取登录令牌信息
kubectl create token admin  -n kubernetes-dashboard

执行应用这个文件，获取令牌，成功登入。

4、NameSpace

命名空间用来隔离资源，是一种标识机制，不会隔离网络。不同的业务（web、数据库、消息中间件）可以部署在不同的命名空间，实现业务的隔离，并且可以对其进行资源配额，限制cpu、内存等资源的使用。

Namespace 适合用于隔离不同用户创建的资源，每一个添加到Kubernetes集群的工作负载必须放在一个命名空间中，不指定 namespace 默认都在 default 下面。

Kubernetes 启动时会创建4个初始命名空间：

1、default：Kubernetes 默认命名空间。

2、kube-system：用于 Kubernetes 系统创建的对象。

3、kube-node-lease：该名字空间包含用于与各个节点关联的 Lease（租约）对象。 节点租约允许 kubelet 发送心跳， 由此控制面能够检测到节点故障。

4、kube-public：所有的客户端（包括未经身份验证的客户端）都可以读取该名字空间。 该名字空间主要预留为集群使用，以便某些资源需要在整个集群中可见可读。

bash 复制代码 
获取所有的ns，kubectl get ns
获取指定命名空间下的pod，kubectl get pod -n kube-system
如果不指定命名空间 指默认命名空间default，kubectl get pod
创建命名空间，kubectl create ns mpp
删除命名空间，假如这个ns里有服务资源也会被删除,kubectl delete ns mpp

Kubernetes资源创建的两种方式：命令行、yaml

bash 复制代码 
[root@masternew ~]# cat mpp-ns.yaml
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: hello-mpp
[root@masternew ~]# kubectl apply -f mpp-ns.yaml
[root@masternew ~]# kubectl delete -f mpp-ns.yaml
bash 复制代码 
使用create创建资源是一次性的，如果使用apply创建，后期修改yaml文件再次执行apply可以实现更新资源
kubectl create -f xxx.yaml
kubectl apply -f xxx.yaml
直接修改资源对应的yaml文件，并用 kubectl apply -f xxx.yaml 更新应用文件使之生效
注意：当apply不生效时，先使用delete清除资源，再使用apply创建资源
删除yaml文件指定的资源，kubectl delete -f xxx.yaml
bash 复制代码 
查看资源的yaml格式信息，kubectl get 资源类型 资源名称 -o yaml
[root@masternew ~]# kubectl get ns hello-mpp -o yaml
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  annotations:
    kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration: |
      {"apiVersion":"v1","kind":"Namespace","metadata":{"annotations":{},"name":"hello-mpp"}}
  creationTimestamp: "2023-12-22T07:39:39Z"
  labels:
    kubernetes.io/metadata.name: hello-mpp
  name: hello-mpp
  resourceVersion: "44954"
  uid: d0422a9b-732b-4022-ace5-6b3144cf40c2
spec:
  finalizers:
  - kubernetes
status:
  phase: Active

[root@masternew ~]# kubectl get ns kubernetes-dashboard -o yaml
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  annotations:
    kubectl.kubernetes.io/last-applied-configuration: |
      {"apiVersion":"v1","kind":"Namespace","metadata":{"annotations":{},"name":"kubernetes-dashboard"}}
  creationTimestamp: "2023-12-21T10:54:25Z"
  labels:
    kubernetes.io/metadata.name: kubernetes-dashboard
  name: kubernetes-dashboard
  resourceVersion: "8620"
  uid: f64037a4-3713-40ec-ba7f-17807bbebd25
spec:
  finalizers:
  - kubernetes
status:
  phase: Active

yaml 格式

apiVersion： api版本标签信息

kind：资源类型

metadata：资源元数据信息

spec： 属性

bash 复制代码 
apiVersion: apps/v1    //指定api版本标签
kind: Deployment    //定义资源的类型/角色，Deployment为副本控制器，此处资源类型可以是Deployment、Job、Ingress、Service等
metadata:    //定义资源的元数据信息，比如资源的名称、namespace、标签等信息
  name: nginx-deployment    //定义资源的名称，在同一个namespace空间中必须是唯一的
  namespace: kube-public    //定义资源所在命名空间
  labels:    //定义资源标签
    app: nginx
    name: test01
spec:    //定义资源需要的参数属性，如是否在容器失败时重新启动容器的属性
  replicas: 3    //副本数
  selector:    //定义标签选择器
    matchLabels:    //定义匹配标签
      app: nginx    //需与.spec.template.metadata.labels 定义的标签保持一致
  template:    //定义业务模板，如果有多个副本，所有副本的属性会按照模板的相关配置进行匹配
    metadata:
      labels:    //定义Pod副本将使用的标签，需与.spec.selector.matchLabels 定义的标签保持一致
        app: nginx
    spec:
      containers:    //定义容器属性
      - name: nignx    //定义一个容器名，一个 - name: 定义一个容器
        image: nginx:1.21    //定义容器使用的镜像以及版本
        ports:
        - name: http
          containerPort: 80    定义容器的对外的端口
        - name: https
          containerPort: 443

5、Pod

Pod：运行中的一组容器，是 Kubernetes 中应用的最小单位，也是在 k8s 上运行容器化应用的资源对象，其他的资源对象都是用来支撑或者扩展 Pod 对象功能的。

k8s 不会直接处理容器，而是 Pod。Pod是多进程设计，运用多个应用程序，也就是一个Pod里面有多个容器，而一个容器里面运行一个应用程序。

bash 复制代码 
创建pod默认在default名称空间下，kubectl run nginx01 --image=nginx
删除pod默认在default名称空间下，kubectl delete pod nginx01

kubectl describe  查询对象详细信息
kubectl describe pod nginx01
kubectl logs 查看对象日志
kubectl logs nginx01
kubectl get 查询对象，-o wide 对象具体信息，-A 所有ns的全部对象，-n 指定命名空间对象
kubectl get pod -o wide   查询默认命名空间的pod对象的具体信息
bash 复制代码 
[root@masternew ~]# cat nginx-pod.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: nginx02
  labels:
    run: nginx02
spec:
  containers:
    - image: nginx
      name: nginx02
[root@masternew ~]# kubectl apply -f nginx-pod.yaml
[root@masternew ~]# kubectl get pod
NAME      READY   STATUS    RESTARTS   AGE
nginx01   1/1     Running   0          20m
nginx02   1/1     Running   0          103s

pod是k8s最小资源单位，在k8s中每一个pod都会分配一个ip，一个pod中有多个容器，一个pod可运行多个应用

bash 复制代码 
[root@masternew ~]# kubectl get pod -o wide    -o wide 查看详细信息
NAME      READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP               NODE       NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx01   1/1     Running   0          22m     192.169.115.67   node2new   <none>           <none>
nginx02   1/1     Running   0          3m26s   192.169.66.3     node1new   <none>           <none>
通过ip+端口来访问pod中的容器服务，curl 192.169.66.3
进入容器，[root@masternew ~]# kubectl exec -it nginx02 -- /bin/bash
root@nginx02:/# cd /usr/share/nginx/html/
root@nginx02:/usr/share/nginx/html# ls
50x.html  index.html
root@nginx02:/usr/share/nginx/html# echo hello > index.html
root@nginx02:/usr/share/nginx/html# exit
exit
command terminated with exit code 127
[root@masternew ~]# curl 192.169.66.3
hello
bash 复制代码 
[root@masternew ~]# cat web.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    run: web
  name: web
spec:
  containers:
  - image: nginx
    name: nginx
  - image: tomcat:8.5.92
    name: tomcat
[root@masternew ~]# kubectl apply -f web.yaml
[root@masternew ~]# kubectl get pod -o wide
NAME      READY   STATUS    RESTARTS   AGE     IP               NODE       NOMINATED NODE   READINESS GATES
web       2/2     Running   0          3m47s   192.169.66.4     node1new   <none>           <none>
nginx默认80端口，curl 192.169.66.4
tomcat默认80端口，curl 192.169.66.4:8080

Kubernetes中包含了众多组件，通过watch的机制进行每个组件的协作，每个组件之间的设计实现了解耦其工作流程如下图所示：

以创建Pod为例：

1、集群管理员或者开发人员通过kubectl或者客户端等构建REST请求，经由apiserver进行鉴权认证（使用kubeconfig文件），验证准入信息后将请求数据（metadata）写入etcd中；

2、ControllerManager（控制器组件）通过watch机制发现创建Pod的信息，并将整合信息通过apiservre写入etcd中，此时Pod处于可调度状态；

3、Scheduler（调度器组件）基于watch机制获取可调度Pod列表信息，通过调度算法（过滤或打分）为待调度Pod选择最适合的节点，并将创建Pod信息写入etcd中，创建请求发送给节点上的kubelet；

4、 kubelet收到Pod创建请求后，调用CNI接口为Pod创建网络环境，调用CRI接口创建Pod内部容器，调用CSI接口对Pod进行存储卷的挂载；

5、等待Pod内部运行环境创建完成，基于探针或者健康检查监测业务运行容器启动状态，启动完成后Pod处于Running状态，Pod进入运行阶段。

6、Deployment

为了更好地解决服务编排的问题，k8s在V1.2版本开始，引入了deployment控制器，这种控制器并不直接管理pod，而是通过管理replicaset来间接管理pod，即：deployment管理replicaset，replicaset管理pod。

k8s的最小单位是pod，通过deployment，使 pod 拥有多副本、自愈、扩缩容等能力。

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