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概念
全写：Kubernets
k8s作用：用于自动部署、拓展、管理容器化部署的应用程序。它是半开源的，核心是在谷歌里面，它的底层是由go语言开发的。可以理解成负责自动化运维管理多个容器化的应用的集群。也可以理解为容器编排框架的工具。
k8s的主流版本：1.20
假设用docerk部署了一个nginx，但没有做资源限制，如果一旦访问量增大，nginx有可能占满系统资源，就会出现内存和cpu告警，此时就可以使用自动化运维管理k8s
k8s的使用场景
1.可以多节点部署，不再是单机部署
2.可以自动完成更新和部署
3.解决了跨节点容器之间的通信问题
4.k8s有自我修复机制，使得整个容器集群可以在用户的期望状态下运行
k8s的特点
1.自我修复：在节点故障时，它会自动把该节点上的容器重新部署到其他节点；在容器启动失败时，它会自动的重新启动容器，一般会启动3次，如果3次都失败，就会认为服务不可用。在容器启动时，也会有检测机制（探针），检测容器启动是否正常。以此来确保集群内部的服务能够正常工作。
2.弹性伸缩：在一个容器占用机器的资源比较高时，k8s会自动的增加pod的数量；在资源占用下降的时候，会自动释放pod的数量。就是可以以最小的成本运行服务。
3.自动发布：默认模式是滚动发布模式。同时也可以回滚。也就是k8s在更新的时候不是一次性的更新所有，而是更新一部分，然后再更新剩余的部分。如果有问题，可以随时回滚。
4.服务发现和负载均衡：
服务发现：多个容器有一个统一的访问入口，有内部地址和统一的对外地址。会自动负载均衡所有管理的容器，无需考虑容器的ip地址。
5.存储编排：支持外挂存储，分为两种：内部挂载，用的是内部存储卷；外部挂载，可以是本地存储，也可以是公有云（阿里云、百度云、华为云等等），也可以支持网络存储：NFS，ceph。
6.集中化配置和密钥管理：k8s所有的配置可以以加密的形式保存在集群信息中，可以提高集群的安全性。
7.任务的批量处理
核心组件
架构：主从架构，也就是master slave模式，也就是我们所有的操作、管理、运维都是在主节点完成的。从节点：我们一般叫做node节点，就是工作节点，就是用来负载工作的节点。
master主组件
1.kube-apiserver
这是整个集群的大脑，每个组件之间的资源请求和调用操作都是通过apiserver完成的，就是通过api接口发送到各个组件。也就是每个组件之间都和apiserver都有一个api接口。
api接口：作用就是内部的组件和组件之间通信的接口，或者是内部调用方法（代码）的接口。
端口：应用和应用之间，客户端和服务端之间的通信。
内部之间所有资源对象的增删改查和监听也都是由apiserver来完成的，处理完之后再交给etcd进行存储。
2.etcd
它是k8s内部的存储服务，是分布式的键值存储系统，存储了k8s集群的配置和用户配置，以及集群内部服务的信息。只有apiserver可以和etcd通信（读写权限），其他组件要想往etcd存储信息或者读取信息，就必须要通过apiserver。在部署etcd时分布式必须是奇数。
3.kube-controller-manager
又叫运行管理控制器，是k8s集群当中处理常规任务的后台的线程，是k8s集群当中所有资源对象自动化控制的中心。在k8s集群当中，一个资源对应一个控制器。controller-manager就是来管理这些控制器的。
控制器
node controller 节点控制器：节点出现故障时，发现和响应
replication controller 副本控制器：我们创建资源对象时，可以选择创建的个数（pod的数量），需要保证资源对象声明的副本数和创建的数量保持一致。
endpoint controller 端点控制器：指的就是service对应的pod。service用来匹配对应的pod，同时也监听pod的变化，端点就是暴露出来用于对外访问的。
resourcequota controller 资源配额控制器：就是用来确保创建的资源对象不会超过设定的系统资源量
namespace controller 命名空间控制器：作用就是对项目上进行区分，每个命名空间都是独立的，它是用来管理命名空间的生命周期（增删改查）
4.kube-scheduler
它根据调度算法为pod选择一个合适的node节点。
node节点的资源越富裕，负载越小的node节点部署pod的排名就越高
注：以上几个都是在master主节点上完成的
node从节点组件
1.kubelet
它相当于主节点在node节点的监控器，还可以与master节点通信。会定时向apiserver报告服务在node节点上的运行情况，同时还可以接受来自master的调整措施。
kubelet负责节点上pod的生命周期（增删改查）
总结：master的指令传给kubelet，kubelet完成之后传给apiserver，apiserver把node的节点的更新信息保存到etcd
2.kube-proxy
作用是在每个node节点上实现pod的网络代理。它是service的具体载体。负责网络规划和四层负载均衡工作。它也是靠iptables和ipvs来实现服务的映射和访问。
apiserver通过监控kube-proxy来完成对pod的更新和端点的维护，把变化的结果保存在etcd。
内部服务的负载均衡是四层代理，实现内部pod的负载均衡，也就是k8s的每个节点上都有kube-proxy
内部的ip地址依靠flanner 、calico 这两个插件提供内部pod的ip地址
3.docker
是整个集群的最底层，分布式
总结
分为主节点和node节点，主节点就是核心，kube-apiserver大脑：所有的一切都要通过kube-apiserver来调用，所有的一切最终都要保存到etcd中，etcd就是保存集群信息的数据库，怎么部署都是靠kube-controller-manager，往哪里部署靠kube-scheduler。到了node节点上，kubelet负责真正部署、控制容器，跨主机网络之间通信通过kube-proxy，服务是由底层docker来启动的。
流程图
kube-apiserver先接受信息，kube-apiserver传给kube-controller-manager创建资源对象和副本数，kube-apiserver再传给kube-scheduler把pod部署到哪个node上，然后kube-apiserver再传给kubelet根据调度算法，先pull拉取镜像，然后run跑容器，kube-apiserver再传给kube-proxy网络代理和四层负载均衡，最后kubelet把创建的信息传给kube-apiserver，kube-apiserver把信息保存到etcd中。
k8s的核心概念
pod ：k8s里面的最小单位，一个pod就是一个正在运行的进程。但是pod的里面包含着容器，可以是一个容器，也可以是多个容器。部署在同一pod当中的容器，它们可以共享网络、存储和计算资源。不同pod之间只能通过集群分配的ip地址进行通信。
Label：标签，它是k8s的特色管理方式，对资源对象进行分类。
简单来说就是：通过标签把pod、service 以及资源对象、控制器进行关联。
service ：在集群当中，每个pod都会设定一个ip地址，可能会因为pod的消失，导致ip也随之消失，那么service就是来解决这个问题的核心概念。这个service不是服务，更像一个网关。service用于集群内部访问。
ingress：用于集群外部访问，是整个k8s集群的接入层，是整个集群的外部通信。
service是四层负载均衡，只能是ip+端口
ingress是七层转发
namespace：是资源隔离的方式，是逻辑上的隔离。项目越来越多，集群也会越来越大，此时可以通过命名空间把资源分配到各个命名空间，每个命名空间之间资源不共享，使用的是分配的资源。命名空间在集群当中是唯一的，名字不能重复。
default 是默认命名空间，不做特殊声明，所有的资源都在默认空间
kube-system 系统应用的命名空间
注：如果要查询特定的资源，一定要加上命名空间。
安装k8s
架构
master01 192.168.233.31 安装docker kubeadm kubelet kubectl flannel
node01 192.168.233.32 安装docker kubeadm kubelet kubectl flannel
node02 192.168.233.33 安装docker kubeadm kubelet kubectl flannel
安装步骤
1.三台主机同时操作
iptables -F && iptables -t nat -F && iptables -t mangle -F && iptables -X 清空所有的iptables策略
sed -ri 's/.*swap.*/#&/' /etc/fstab 关闭swap交换分区
for i in (ls /usr/lib/modules/(uname -r)/kernel/net/netfilter/ipvs|grep -o "^[^.]*");do echo i; /sbin/modinfo -F filename i >/dev/null 2>&1 && /sbin/modprobe $i;done
加载ipvs的模块
hostnamectl set-hostname master01
hostnamectl set-hostname node01
hostnamectl set-hostname node02
vim /etc/hosts
注：这里修改主机名和映射关系可以不做
cat > /etc/sysctl.d/kubernetes.conf << EOF
#开启网桥模式，可将网桥的流量传递给iptables链
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables=1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables=1
#关闭ipv6协议
net.ipv6.conf.all.disable_ipv6=1
#开启路由转发
net.ipv4.ip_forward=1
EOF
sysctl --system
2.安装docker组件：
三台主机同时操作
yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
yum install -y docker-ce-24.0.1 docker-ce-cli-24.0.1 containerd.io
mkdir /etc/docker
cat > /etc/docker/daemon.json <<EOF
{
"registry-mirrors": ["https://hub.littlediary.cn/"],
"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
"log-driver": "json-file",
"log-opts": {
"max-size": "100m"
}
}
EOF
systemctl daemon-reload
systemctl restart docker
systemctl enable docker
docker info | grep "Cgroup Driver" 看一下是不是systemd
3.安装kubelet组件：
三台主机同时操作
yum install -y kubelet-1.20.15 kubeadm-1.20.15 kubectl-1.20.15
systemctl enable kubelet 注：所有的组件都是以pod运行的，必须要设置开机自启
kubeadm config images list --kubernetes-version 1.20.15
解释： pause是镜像，也是特殊容器，这个容器的作用就是保持pod当中其他的容器的运行。
我们创建pod，首先是拉取镜像，pod当中会有一个pause，pause会在每个pod中创建一个命名空间。pod的生命周期结束，pause容器也会退出，释放该pod的网络命名空间。
coredns：域名解析
4.在master01上操作
kubeadm init \
--apiserver-advertise-address=192.168.233.31 \
--image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \
--kubernetes-version=v1.20.15 \
--service-cidr=10.96.0.0/16 \
--pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \
--token-ttl=0
注：apiserver-advertise-address是内部通信的ip地址，指向的是主，也可以用0.0.0.0表示任意主机
image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers 指定镜像的仓库（k8s组件的仓库）
kubernetes-version=v1.20.15 k8s的版本 1.20.15
service-cidr=10.96.0.0/16 service的网段
pod-network-cidr=10.244.0.0/16 pod分配的网段，其中10.244.0.0/16是flannel的默认网段，calico
:192.168.0.0/16
token-ttl=0 表示token永不过期，默认有效期是24小时
然后复制最下面的一段话到node01和node02（根据自己的上面复制）
注：如果不知道，可以再生成 只要执行 kubeadm token create --print-join-command
5.设置节点的kubelet
三台主机同时操作
mkdir -p $HOME/.kube
cd /etc/kubernetes/
其中admin.conf是kubeadm为集群配置的一个具有管理员权限的认证文件，apiserver需要通过admin的认证，kubelet才能和apiserver进行交互
cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
chown (id -u):(id -g) $HOME/.kube/config
systemctl restart kubelet
回到master01主机上
kubectl edit cm kube-proxy -n=kube-system 编辑它的yaml文件 注：这里操作跟vim一样
在下面输入 /mode
然后在mode中间添加ipvs然后保存即可
kubectl get node
kubectl get cs
检查集群的状态
vim /etc/kubernetes/manifests/kube-scheduler.yaml
vim /etc/kubernetes/manifests/kube-controller-manager.yaml
kubectl get cs
两个都要是ok
kubectl get pod -n kube-system
这里必须要1/1
systemctl status kubelet 查看kubelet是否开启
6.安装flannel网络插件
三台主机上面同时操作
拖入flannel.tar和cni-plugins-linux-amd64-v0.8.6以及kube-flannel.yml
docker load < flannel.tar
mv /opt/cni /opt/cni_bak
cd cni_bak/
mkdir -p /opt/cni/bin
cd /opt/
tar -xf cni-plugins-linux-amd64-v0.8.6.tgz -C /opt/cni/bin/
在master01上面操作
kubectl apply -f kube-flannel.yml
kubectl get pod -n kube-system
kubectl get node
7.添加kubelet自动补齐功能
在master01 主机上操作
vim /etc/profile
在最后添加source <(kubectl completion bash)
source /etc/profile
kubectl create clusterrolebinding cluster-system-anonymous --clusterrole=cluster-admin --user=system:anonymous
8.k8s证书认证
在master01主机上操作
把update-kubeadm-cert拖入master01主机上
chmod 777 update-kubeadm-cert.sh
./update-kubeadm-cert.sh all
openssl x509 -in /etc/kubernetes/pki/apiserver.crt -noout -text | grep Not 查看还有多少年命令
注：以上就是k8s的基本安装
实验：创建pod
kubectl get deployments.apps 查看资源对象
deployments.apps 就是资源对象
kubectl create deployment test1 --image=nginx:1.22 --replicas=3 创建资源对象
kubectl get pod
kubectl get pod -o wide
kubectl expose deployment test1 --port=30000 --target-port=80
kubectl get svc
kubectl edit svc test1
最后的修改为
kubectl get svc
进入：
kubectl exec -it 最后加bash
