k8s 综合项目笔记

综述

这篇笔记主要是为了记录下自己写 k8s 综合项目的过程。

由于自己之前已经写过简单的开发和运维项目，所以这里就结合一下，在搭建 k8s 集群后安装运维常用服务，比如 ansible 和 prometheus，用 NFS 实现数据存储同步，再部署一些制作成镜像的应用，进行压力测试，尝试发布，可以的话安装一些 CICD 相关软件，比如 gitlab、harbor、jenkins，主要是为了让自己更熟悉这些流程。

具体要达成的效果，就是实现容器化应用部署（通过 Kubernetes 部署和管理多个微服务应用）、监控和告警（使用 Prometheus 和 Grafana 进行集群和应用监控，及时发现和处理问题）、持久化存储（通过 NFS 提供持久化存储，支持应用的数据持久化）、负载均衡（通过 Ingress Controller 实现请求的负载均衡和路由）、弹性伸缩（通过 HPA 实现基于资源使用情况的自动扩缩容）、CI/CD流水线（使用 GitLab、Harbor 和 Jenkins 实现持续集成和持续部署，自动化构建和发布流程）、故障恢复（通过探针和监控实现故障检测和自动恢复）等。

这个项目不仅可以帮助团队更高效地开发和部署应用，还能提升运维的自动化程度。

项目过程

安装虚拟机

因为安装虚拟机的部分在前面的笔记里有一步步介绍个过，所以这里就不再展开介绍了。

最后开启虚拟机前记得选择对应的镜像文件。

在xshell登录后为了后续方便分辨机器，可以先自行修改主机名，这里用节点二为例。

这里在进行一切后续操作之前必须换一个国内源，原理和操作在之前的 docker 笔记都提过了，这里也就不再展开介绍。

这里安装 net-tools 是为了后面查看网络连接、路由表、接口统计等信息。。

对应的 netstat 命令可以帮助用户了解系统的网络状态，包括当前打开的TCP和UDP端口、网络连接的状态等。

修改为静态IP

这里进入根目录下的 network-scripts 是为了修改静态IP，避免之后IP变化影响k8s集群配置。

这一步就是为了方便修改，也可以免去这步，直接用 nano 编辑文件也可以。

这里是顺便先安装了扩展源，避免之后安装遇到阻碍。

这里编辑网关相关文件。

下面是具体修改内容。

只需修改红框内的内容，其他的不用管。网关地址的配置只需确保其唯一即可。

还可以加入上图的DNS信息，这是网络配置文件中的一行，用于指定 DNS（域名系统）服务器的地址。这里的 8.8.8.8 是 Google 提供的公共 DNS 服务器地址。

这里的 114.114.114.114 是由中国电信提供的一家公共 DNS 服务器，由于该 DNS 服务器位于中国，通常对于国内用户的访问速度较快，且相对稳定。

修改后重启一下。

查询后出现上面的结果表明修改静态IP成功。

配置到这里后，如果为了方便，其实另外几台 master 或者 node 可以直接克隆配置好的这台，我因为电脑也带不动太多，所以这几台都是一个个配置的。

配置主机清单

配置 hosts 文件，通过主机名互相访问。

关闭SELINUX

这是为了避免权限问题，因为Kubernetes 和容器化应用程序可能会与 SELinux 的默认策略发生冲突，从而影响 Pod 的运行。

# 临时关闭
setenforce 0
# 永久关闭
sed -i 's/SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/g' /etc/selinux/config
# 修改selinux配置文件之后，重启机器，selinux配置才能永久生效
reboot

# 检查
getenforce
# 显示Disabled说明selinux已经关闭

关闭firewalld和iptables

firewalld 是一种动态防火墙管理工具，使用 zones 和 services 来管理网络流量。

关闭 firewalld 是为了避免网络干扰，在 Kubernetes 集群中，Pod 之间的通信依赖于网络流量的开放，关闭 firewalld 可以避免防火墙规则阻止 Pod 之间的流量；关闭 firewalld 可以减少网络配置的复杂性，特别是在调试和测试环境中。

iptables 是 Linux 内核的一个组件，用于配置网络流量过滤规则。

关闭 iptables 是为了避免流量阻塞，在 Kubernetes 中，Pod 之间的流量可能会受到 iptables 规则的影响，闭 iptables 可以确保所有流量不受限制地通过； 关闭 iptables 可以简化网络管理，尤其是在调试和开发环境中。

systemctl stop firewalld 
systemctl disable firewalld

iptables -F

这条命令可以清除当前防火墙的所有规则。

下面是关闭交换分区的命令。

# 临时关闭
swapoff -a
# 永久关闭
sed -i '/ swap / s/^\(.*\)$/#\1/g' /etc/fstab
# 或者 vim /etc/fstab ,进去注释 swap 那行

这一步的作用如下。

1、保证性能。Kubernetes 依赖于节点的内存进行资源调度和管理。如果系统启用了交换分区，Kubernetes 可能会将某些 Pod 调度到内存不足的节点上，而这些节点可能会因为使用交换空间而导致性能下降。

2、避免不确定性**。**启用交换分区可能导致 Pod 的 OOM（Out Of Memory）杀手在处理内存不足时做出不可预测的行为。Kubernetes 在内存管理方面假设节点的内存是固定的，使用交换空间可能打破这种假设。

3、提升稳定性。在 Kubernetes 中，关闭交换可以确保当节点的内存达到阈值时，Pod 能够正确地被 Kubernetes 调度和管理，避免出现性能瓶颈或服务中断。

调整内核参数

具体修改和查看的命令如下。

这里解释一下这里调整各个参数和命令的作用。

# 内核参数设置
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
# 该参数配置 Linux 内核的网络桥接（bridge）功能，允许 iptables 规则应用于通过桥接接口的流量
# 启用此参数后，所有通过 Linux 桥接转发的流量将经过 iptables 进行过滤
# 重要性  
#      在 Kubernetes 中，Pod 之间的通信通常通过 Linux 桥接网络进行
#      启用此参数可以确保网络策略（Network Policies）和防火墙规则能够正确应用到 Pod 之间的流量

net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
# 和上面的参数类似，但这是针对 IPv6 流量
# 它允许 ip6tables 规则应用于通过桥接接口的 IPv6 流量
# 重要性
#      如果 Kubernetes 集群支持 IPv6，启用此参数是必要的，因为可以以确保 IPv6 流量能够被正确过滤和管理

net.ipv4.ip_forward = 1
# 启用 IP 转发功能，这允许 Linux 内核在接收到数据包时，将其转发到其他网络接口
# 重要性
#      在 Kubernetes 集群中，Pod 需要能够与其他 Pod、服务以及外部网络通信
#      启用 IP 转发是实现这种通信的必要条件

sysctl -p
# 该命令用于重新加载 sysctl 配置文件中的所有参数
# 通常在更改 `/etc/sysctl.conf` 或其他 sysctl 配置文件后使用
# 重要性
#      通过重新加载参数，可以确保所有设置立即生效，而无需重启系统

modprobe br_netfilter
# 该命令用于加载 `br_netfilter` 内核模块。此模块提供了对桥接网络流量进行过滤的能力
# 重要性
#      在使用 Kubernetes 的网络桥接功能时，加载此模块是必要的，以确保 iptables 规则能够正确应用于桥接流量

lsmod | grep br_netfilter
# 该命令用于检查 `br_netfilter` 模块是否已加载。如果模块已被加载，它将显示相关信息
# 重要性
#      确保 `br_netfilter` 模块已加载是确保 Kubernetes 网络功能正常运作的关键步骤

# 总的来说，这些设置和命令主要用于配置 Kubernetes 集群的网络功能，确保流量能正确地通过 iptables 进行过滤和管理。启用这些参数和模块有助于实现更安全和高效的网络通信，确保 Pod 之间以及与外部网络的连接正常

这一步的作用如下。

1、优化性能。一些内核参数可以优化网络性能、内存管理和进程调度等。调整这些参数可以提高集群的整体性能和响应速度。

2、提高可靠性。某些参数（如 vm.swappiness）影响系统如何使用内存和交换。通过调整这些参数，可以更好地控制系统在内存不足时的行为，从而提高应用程序的可靠性。

3、适应容器化环境。Kubernetes 运行在容器之上，某些内核参数可能需要根据容器的特性进行调整，以确保容器能够高效运行。

自动加载内核模块

cat <<EOF | tee /etc/modules-load.d/k8s.conf
overlay
br_netfilter
EOF

modprobe overlay
modprobe br_netfilter

overlay，这个模块用于支持 Overlay 网络。它允许创建虚拟网络，以便在不同主机上的容器之间进行通信。

br_netfilter，这个模块用于确保网络流量通过 Linux 桥接网络时可以被正确过滤。Kubernetes 中的网络插件通常需要这个模块来正确处理网络策略和防火墙规则。

可以用这条命令查看 br_netfilter 和 overlay 模块是否加载成功。

更新和配置软件源

上面其实也提到过，这里就简单放个代码。

cd /etc/yum.repos.d
rm -rf *
curl  -O  http://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-7.repo

这里是额外的操作，最好执行，会使后续操作更加方便。

yum clean all && yum makecache fast
# 清理 YUM 缓存并快速生成新的缓存，以确保获取最新的包信息
yum install -y yum-utils
# 安装 yum-utils，以便使用额外的 YUM 工具
yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
# 添加 Docker CE 的阿里云镜像仓库，以便后续可以方便地安装 Docker CE

配置ipvs功能

# 安装ipset和ipvsadm，主要是对ipvs进行传递参数的或者管理的
yum install ipset ipvsadm  -y

# 添加需要加载的模块写入脚本文件
#modprobo 作用是加载模块到内核里
cat <<EOF > /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules
#!/bin/bash
modprobe -- ip_vs
modprobe -- ip_vs_rr
modprobe -- ip_vs_wrr
modprobe -- ip_vs_sh
modprobe -- nf_conntrack_ipv4
EOF
# 为脚本文件添加执行权限
chmod +x /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules
# 执行脚本文件
/bin/bash /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules
# 重启
reboot

# 查看对应的模块是否加载成功
lsmod | grep -e ip_vs -e nf_conntrack_ipv4

reboot 重启之后再看模块是否加载成功。

配置时间同步

systemctl restart chronyd && systemctl enable chronyd

安装docker环境

如果之前安装过 docker，这里就需要先移除原有的环境，我这里因为都是全新安装的虚拟机，所以不需要，就只放个代码。

sudo yum remove docker \
     docker-client \
     docker-client-latest \
     docker-common \
     docker-latest \
     docker-latest-logrotate \
     docker-logrotate \
     docker-engine

移除后重新下载。

sudo yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-buildx-plugin docker-compose-plugin
# 总结
# Docker CE: 通过安装 docker-ce，用户可以获得 Docker 的核心功能
# Docker CLI: docker-ce-cli 使得用户能够通过命令行与 Docker 守护进程交互
# Containerd: containerd.io 提供了容器的运行时支持
# Buildx 插件: docker-buildx-plugin 使得用户能够使用更高级的构建功能
# Docker Compose 插件: docker-compose-plugin 允许用户使用 Docker CLI 管理多容器应用

配置docker服务自启动

# 启动docker
systemctl start docker
# 设置docker开机启动
systemctl enable docker
# 验证
systemctl status docker

启动 docker 并确保之后都会自启动后查看一下 docker 状态，是否在运行。

配置docker的国内镜像源加速

vim /etc/docker/daemon.json
# 下面是 daemon.json 里面的内容
{
  "registry-mirrors": ["https://hub.docker-alhk.dkdun.com/"],
  "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"]
}
# 重启服务生效
systemctl daemon-reload
systemctl restart docker

配置cri-docker

kubernets 1.24版本后默认使用containerd做底层容器，需要使用cri-dockerd做中间层来与docker通信

如果下载多次失败，可以去Gitee里的一个开源点下载对应版本的到本机，再用xftp上传到各个虚拟机。

cri-dockerd:dockerd as a compliant Container Runtime Interface for Kubernetes - GitCodehttps://gitcode.com/gh_mirrors/cr/cri-dockerd/tags?presetConfig=%7B%22tags%22:23,%22release%22:0%7D

我后面下载rpm成功了，所以上面的就没再继续。

# 下载
wget https://github.com/Mirantis/cri-dockerd/releases/download/v0.3.8/cri-dockerd-0.3.8-3.el7.x86_64.rpm
# 安装
rpm -ivh cri-dockerd-0.3.8-3.el7.x86_64.rpm
# 重载系统守护进程
systemctl daemon-reload
# 修改配置文件
vim /usr/lib/systemd/system/cri-docker.service
# 修改第10行 ExecStart
# 改为	
# ExecStart=/usr/bin/cri-dockerd --pod-infra-container-image=registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.9 --container-runtime-endpoint fd://

配置k8s集群环境

这里安装的是 k8s 1.28 版本。

安装kubectl

# 下载
curl -LO "https://dl.k8s.io/release/v1.28.2/bin/linux/amd64/kubectl"
# 检验 可选
curl -LO "https://dl.k8s.io/v1.28.2/bin/linux/amd64/kubectl.sha256"
echo "$(cat kubectl.sha256)  kubectl" | sha256sum --check
# 安装
sudo install -o root -g root -m 0755 kubectl /usr/local/bin/kubectl
# 测试
kubectl version --client

配置k8s组件源

cat <<EOF | tee /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
repo_gpgcheck=0
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
EOF

# 更新索引缓冲
yum makecache

安装

# 安装
yum install -y install kubeadm-1.28.2-0 kubelet-1.28.2-0 kubectl-1.28.2-0 --disableexcludes=kubernetes
# 如果报错未找到就试试不指定版本
yum install -y install kubeadm kubelet kubectl --disableexcludes=kubernetes
# 设置自启动
systemctl enable --now kubelet
# kubeadm - 用来安装master节点上的组件（apiserver、etcd、scheduler等），部署k8s集群的
# kubelet - 用来对容器运行时软件进行管理的（管理docker的）
# kubectl - 用来输入k8s的命令的

集群初始化

kubeadm init

这一步仅在 master 节点执行。

kubeadm init --kubernetes-version=v1.28.2 \
    --pod-network-cidr=10.224.0.0/16 \
    --apiserver-advertise-address=master的IP \ 
    --image-repository=registry.aliyuncs.com/google_containers \
    --cri-socket=unix:///var/run/cri-dockerd.sock

其中，apiserver-advertise-address 记得替换为 master 节点IP。

成功后会提示以下信息。

在系统提示命令 " kubectl join xxx " 后追加 " --cri-socket unix:///var/run/cri-dockerd.sock "。

完整命令应该类似于 " kubeadm join master的IP地址:6443 --token xxx --discovery-token-ca-cert-hash sha256:xxx --cri-socket unix:///var/run/cri-dockerd.sock "。

将 node 节点加入集群

将上面的那段密钥复制粘贴到其他节点内部。

完成后应该能得到以下结果。

# 在master上执行
kubectl get nodes

分配 worker

# 在master上执行
kubectl label node k8s-node-1 node-role.kubernetes.io/worker=worker
kubectl label node k8s-node-2 node-role.kubernetes.io/worker=worker

安装Calico网络插件

# master执行
wget https://docs.projectcalico.org/manifests/calico.yaml
kubectl apply -f calico.yaml
# 验证
kubectl get nodes

安装完成后，可以检查下。

这里发现有几个都拉起失败，这是因为我用的国内网，很多时候无法正常拉取国外镜像仓库的文件。暂时的解决办法是在网上另外下载缺失的这两个镜像文件，将其导入本地。

导入完成后可以再次检查，这时没有完成可能是需要等会儿，也可能是没有在所有节点导入，记得在所有节点导入需要的镜像文件。

下面这里就可以看出已经安装和启动完毕。

安装Dashboard

以下命令均只在 master 节点上执行。

下载安装

wget https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v2.7.0/aio/deploy/recommended.yaml

修改 Service 部分，改为 NodePort 对外暴露端口。

kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  ...
spec:
  type: NodePort  # 改为NodePort

kubectl apply -f recommended.yaml

查看

kubectl get pods,svc -n kubernetes-dashboard

这里可以等一等。

创建账号

创建 dashboard-access-token.yaml 文件。

apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: admin-user
  namespace: kubernetes-dashboard
---
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: ClusterRoleBinding
metadata:
  name: admin-user
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: ClusterRole
  name: cluster-admin
subjects:
- kind: ServiceAccount
  name: admin-user
  namespace: kubernetes-dashboard
---
apiVersion: v1
kind: Secret
metadata:
  name: admin-user
  namespace: kubernetes-dashboard
  annotations:
    kubernetes.io/service-account.name: "admin-user"
type: kubernetes.io/service-account-token

下面这一步是为了获取后面在网站上登录的 token 密码。

# 获取token
kubectl get secret admin-user -n kubernetes-dashboard -o jsonpath={".data.token"} | base64 -d

访问dashboard

# 获取端口
kubectl get svc -n kubernetes-dashboard

这里看得出端口是30275。

然后在浏览器上访问网址为 - " 集群ip:端口（https://ip:端口号）"（注意https）。

之后再输入上一步获取到的 token 即可。

安装Kuborad

任意节点执行，推荐 master 节点。

sudo docker run -d \
  --restart=unless-stopped \
  --name=kuboard \
  -p 80:80 \
  -p 10081:10081 \
  -e KUBOARD_ENDPOINT="http://ip:80" \
  -e KUBOARD_AGENT_SERVER_TCP_PORT="10081" \
  -v /root/kuboard-data:/data \
  eipwork/kuboard:v3

在浏览器输入 http://IP:80 即可访问 Kuboard v3.x 的界面，登录时的用户名为 admin ，密码为 Kuboard123，下面是进入后的界面。

安装kubectl命令自动补全

yum install bash-completion -y
# 临时设置自动补全
source <(kubectl completion bash) 
# 永久设置自动补全
echo "source <(kubectl completion bash)" >> ~/.bashrc && bash

部署metric-server

下载

在 master 节点上执行。

wget https://github.com/kubernetes-sigs/metrics-server/releases/download/v0.6.2/components.yaml

修改

修改140行左右。

原：

containers:
- args:
  ...
  image: k8s.gcr.io/metrics-server/metrics-server:v0.6.2
修改后：

containers:
- args:
  ...
  - --kubelet-insecure-tls  # 添加这一行
  image: admin4j/metrics-server:v0.6.2  # 修改镜像仓库地址

应用

kubectl apply -f components.yaml

查看

kubectl top nodes # 显示集群中各个节点的资源使用情况
kubectl top pods # 显示集群中各个Pod的资源使用情况

提示错误或者其他，可以等等再试，我就是等了会儿才执行成功。

下面这个命令是在查看日志，看是否有错误提示。

上面这个命令是查看集群里每个节点的详细信息。

安装prometheus和grafana

安装prometheus和node_exporter

这一步是用来监控集群的日常性能情况。

二进制安装

更加具体的步骤在前面的 prometheus 笔记里，这里只记录大概。

下面这步可做可不做，这里建文件夹只是为了清晰分类。

然后解压。

这步重命名也是可做可不做，这里只是为了简化目录名。

这里是临时和永久修改PATH变量，添加 prometheus 的路径，最后查看效果。

然后可以添加一个添加 service 方式管理，以后可以直接 systemctl stop/start prometheus来停止和启动 prometheus ，方便操作。

修改后需要重启服务以生效，然后用 systemctl 启动 prometheus，并查看进程情况。

这里是查看进程运行情况。

node 节点这边也很简单，先如法炮制把 node_exporter 传过来。

再写一个安装 node_exporter 的全过程脚本。

然后运行脚本。

这样就可以了。

在另外一个节点上也如法炮制，可以把脚本通过 xftp 传到本机，再从本机通过 xftp 传到另外节点上运行，也可以用 ansible，因为这里只是做一个小项目测试，所以我暂时没用 ansible，直接用的 xftp。

下一步就是修改 prometheus.yml 里的内容，添加监控的虚拟机。

下面是具体的修改内容。

修改后重启一下 prometheus 的服务，就可以去浏览器上用 master 节点的IP加上9090端口查看详情。

Yaml文件安装

这种安装方法主要在Kubernetes或类似容器编排平台上进行，依赖Kubernetes集群和相关组件（如kubectl、etcd等）。

主要的优势在于以下几点：

1、配置通过YAML文件进行管理，易于版本控制和复制。

2、可以使用 Kubernetes 的滚动更新等功能来更新 Prometheus 配置或版本。

3、可以利用 Kubernetes 的自动扩展、健康检查等功能。

4、轻松实现 Prometheus 的水平扩展和高可用性配置（如使用 StatefulSet 和 Headless Service）。

5、可以利用 Kubernetes 的持久化存储解决方案（如 PersistentVolume）来持久化Prometheus 数据。

6、与 Kubernetes 生态系统紧密集成，可以轻松与其他 Kubernetes 组件和服务（如Grafana、Alertmanager 等）进行集成和交互。

7、可以利用 Kubernetes 的日志收集、监控和告警等功能来增强 Prometheus 的功能。

prometheus 可以在 master 或任意节点安装，也可以在 kubernets 集群外的虚拟机上安装，我这里是在 master 节点上安装的。

首先需要根据二进制文件制作相应的镜像，我这里因为自己制作的镜像在后续一直有问题解决不了，所以在网上下载了一个镜像导入本地，这个文件我也在CSDN上传了。

然后创建 prometheus-service.yaml 文件，这一步是用于暴露 Prometheus 监控服务。上面是具体实施效果图，下面是 yaml 文件中的具体内容。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: prometheus
  namespace: prometheus
  labels:
    app: prometheus
spec:
  type: NodePort
  ports:
    - port: 9090
      targetPort: 9090
      protocol: TCP
  selector:
    app: prometheus
    component: server

然后创建 prometheus-deploy.yaml 文件，这一步是用来定义 Prometheus 在 Kubernetes 环境中的部署配置。

具体 yaml 文件内容如下。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: prometheus-server
  namespace: prometheus
  labels:
    app: prometheus
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: prometheus
      component: server
  template:
    metadata:
      labels:
        app: prometheus
        component: server
      annotations:
        prometheus.io/scrape: 'false'
    spec:
      serviceAccountName: prometheus
      containers:
      - name: prometheus
        image: prom/prometheus:v2.51.1
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        command:
          - prometheus
          - --config.file=/etc/prometheus/prometheus.yml
          - --storage.tsdb.path=/prometheus
          - --storage.tsdb.retention=720h
          - --web.enable-lifecycle
        ports:
        - containerPort: 9090
          protocol: TCP
        volumeMounts:
        - mountPath: /etc/prometheus
          name: prometheus-config
        - mountPath: /prometheus/
          name: prometheus-storage-volume
      volumes:
        - name: prometheus-config
          configMap:
            name: prometheus-config
        - name: prometheus-storage-volume
          hostPath:
           path: /data
           type: Directory

还需要创建一个 prometheus-config.yaml 文件，这是Prometheus监控系统的核心配置文件。它的主要作用是定义Prometheus的运行参数、监控目标（scrape targets）、告警规则等，内容如下。

kind: ConfigMap
apiVersion: v1
metadata:
  labels:
    app: prometheus
  name: prometheus-config
  namespace: prometheus
data:
  prometheus.yml: |
    global:
      scrape_interval: 15s
      scrape_timeout: 10s
      evaluation_interval: 1m
    scrape_configs:
    - job_name: 'kubernetes-node'
      kubernetes_sd_configs:
      - role: node
      relabel_configs:
      - source_labels: [__address__]
        regex: '(.*):10250'
        replacement: '${1}:9100'
        target_label: __address__
        action: replace
      - action: labelmap
        regex: __meta_kubernetes_node_label_(.+)
    - job_name: 'kubernetes-node-cadvisor'
      kubernetes_sd_configs:
      - role:  node
      scheme: https
      tls_config:
        ca_file: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/ca.crt
      bearer_token_file: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/token
      relabel_configs:
      - action: labelmap
        regex: __meta_kubernetes_node_label_(.+)
      - target_label: __address__
        replacement: kubernetes.default.svc:443
      - source_labels: [__meta_kubernetes_node_name]
        regex: (.+)
        target_label: __metrics_path__
        replacement: /api/v1/nodes/${1}/proxy/metrics/cadvisor
    - job_name: 'kubernetes-apiserver'
      kubernetes_sd_configs:
      - role: endpoints
      scheme: https
      tls_config:
        ca_file: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/ca.crt
      bearer_token_file: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount/token
      relabel_configs:
      - source_labels: [__meta_kubernetes_namespace, __meta_kubernetes_service_name, __meta_kubernetes_endpoint_port_name]
        action: keep
        regex: default;kubernetes;https
    - job_name: 'kubernetes-service-endpoints'
      kubernetes_sd_configs:
      - role: endpoints
      relabel_configs:
      - source_labels: [__meta_kubernetes_service_annotation_prometheus_io_scrape]
        action: keep
        regex: true
      - source_labels: [__meta_kubernetes_service_annotation_prometheus_io_scheme]
        action: replace
        target_label: __scheme__
        regex: (https?)
      - source_labels: [__meta_kubernetes_service_annotation_prometheus_io_path]
        action: replace
        target_label: __metrics_path__
        regex: (.+)
      - source_labels: [__address__, __meta_kubernetes_service_annotation_prometheus_io_port]
        action: replace
        target_label: __address__
        regex: ([^:]+)(?::\d+)?;(\d+)
        replacement: $1:$2
      - action: labelmap
        regex: __meta_kubernetes_service_label_(.+)
      - source_labels: [__meta_kubernetes_namespace]
        action: replace
        target_label: kubernetes_namespace
      - source_labels: [__meta_kubernetes_service_name]
        action: replace
        target_label: kubernetes_name

然后需要在其它需要被监控的节点安装 node_exporter。

首先制作 node_exporter 镜像文件，具体内容如下。

FROM alpine:latest

# 设置工作目录  
WORKDIR /node_exporter

# 将node_exporter的二进制文件复制到镜像中  
# 注意：这里假设node_exporter的二进制文件已经在本地的./node_exporter目录下  
COPY ./node_exporter/node_exporter /node_exporter/node_exporter

# 暴露node_exporter的默认端口（9100）  
EXPOSE 9100

# 设置容器启动时运行的命令  
# 注意：node_exporter通常不需要额外的配置文件或参数 
CMD ["/node_exporter/node_exporter"]

# 将日志输出到一个特定的目录  
VOLUME ["/node_exporter/logs"]

制作完成后打上标签，上传到私人镜像仓库，我这里是上传到自己在阿里云的镜像仓库。

最后在 node-exporter.yaml 文件里设置好镜像文件的名字和拉取方式。

apiVersion: apps/v1
kind: DaemonSet
metadata:
  name: node-exporter
  namespace: prometheus
  labels:
    name: node-exporter
spec:
  selector:
    matchLabels:
     name: node-exporter
  template:
    metadata:
      labels:
        name: node-exporter
    spec:
      hostPID: true
      hostIPC: true
      hostNetwork: true
      containers:
      - name: node-exporter
        image:  registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/syr030111/node_exporter:1.4.0
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 9100
        securityContext:
          privileged: true
        volumeMounts:
        - name: dev
          mountPath: /host/dev
        - name: proc
          mountPath: /host/proc
        - name: sys
          mountPath: /host/sys
        - name: rootfs
          mountPath: /rootfs
      tolerations:
      - key: "node-role.kubernetes.io/master"
        operator: "Exists"
        effect: "NoSchedule"
      volumes:
        - name: proc
          hostPath:
            path: /proc
        - name: dev
          hostPath:
            path: /dev
        - name: sys
          hostPath:
            path: /sys
        - name: rootfs
          hostPath:
            path: /

如果不行或者镜像拉取失败，大概率是需要制作拉取凭证，格式类似下面。

kubectl create secret docker-registry <secret-name> \  
  --docker-server=registry.<region>.aliyuncs.com \  
  --docker-username=<阿里云用户名> \  
  --docker-password=<阿里云密码> \  
  --docker-email=<邮箱> \  
  --namespace=<命名空间>

下面是成功的效果图。

安装grafana

首先用 xftp 传输本地下载好的 grafana 镜像文件，再导入。（这个镜像文件我也已经上传）

然后创建 grafana.yaml 文件，具体内容如下。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: grafana
  namespace: prometheus
spec:
  replicas: 1
  selector:
    matchLabels:
      app: grafana
  template:
    metadata:
      labels:
        app: grafana
    spec:
      containers:
      - name: grafana
        image: docker.io/grafana/grafana:10.4.2
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 3000
          protocol: TCP
        volumeMounts:
        - mountPath: /etc/ssl/certs
          name: ca-certificates
          readOnly: true
        env:
        - name: INFLUXDB_HOST
          value: monitoring-influxdb
        - name: GF_SERVER_HTTP_PORT
          value: "3000"
        - name: GF_AUTH_BASIC_ENABLED
          value: "false"
        - name: GF_AUTH_ANONYMOUS_ENABLED
          value: "true"
        - name: GF_AUTH_ANONYMOUS_ORG_ROLE
          value: Admin
        - name: GF_SERVER_ROOT_URL
          value: /
      volumes:
      - name: ca-certificates
        hostPath:
          path: /etc/ssl/certs
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    name: grafana
  name: grafana
  namespace: prometheus
spec:
  ports:
  - port: 3000
    targetPort: 3000
  selector:
    app: grafana
  type: NodePort

上面查询到端口号32463后去浏览器登录进入。

安装NFS服务

搭建NFS服务器

准备服务器，这一步可以在 kubernets 集群之外的虚拟机上进行，也可以在集群内的任一节点进行。

yum install nfs-utils -y

创建共享目录，给文件修改权限。

make -p /data/nfs
chmod 777 /data/nfs

添加共享目录的配置。

/data/nfs *(rw,sync,no_subtree_check)
# rw表示读写权限
# sync表示同步写入
# no_subtree_check表示不检查父目录的变化（提高性能）

创建持久卷

剩下的步骤主要是构建三个 yaml 文件。

创建一个 yaml 文件，定义 NFS 持久卷。

apiVersion: v1
kind: PersistentVolume
metadata:
  name: nfs-pv
spec:
  capacity:
    storage: 10Gi   # 指定存储容量  
  accessModes:
    - ReadWriteMany   # 指定访问模式  
  nfs:
    server: 192.168.31.192
    path: /data/nfs

创建一个 yaml 文件，定义持久卷声明。

apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: nfs-pvc
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteMany   # 与 PV 的访问模式匹配  
  resources:
    requests:
      storage: 5Gi

在 Pod 的定义文件中，添加对 NFS 持久卷的引用，这里为 nginx 添加提供静态文件服务。

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: test-nfs-volume
spec:
  containers:
  - name: test-nfs
    image: nginx
    imagePullPolicy: IfNotPresent
    ports:
    - containerPort: 80
      protocol: TCP
    volumeMounts:
    - name: nfs-volumes
      mountPath: /usr/share/nginx/html
  volumes:
  - name: nfs-volumes
    nfs:
      path: /data/nfs
      server: 192.168.31.192

显示下面的状态表示前面的操作成功。

客户端挂载共享目录

客户端和服务器需要下载的内容一致。

sudo yum install nfs-utils

然后在其他节点需要挂载共享目录，挂载成功后即可实时共享、修改存储数据。

vim /etc/fstab
服务器虚拟机ip:服务器上共享目录的路径 /mnt/NFS共享在本地系统上的挂载路径 nfs defaults 0 0

访问上面显示的IP，出现原始界面内容。

修改页面内容，这一操作在共享的任一虚拟机都可执行，效果一样。再次访问时发现修改成，这里的第二个修改权限操作不用管。

部署nginx

需要的几个 yaml 文件内容如下。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    app: nginx-deployment-labels
  name: nginx-deployment
spec:
  replicas: 2  # 设置副本数量
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:latest #镜像拉取地址
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 80 #监听端口
          protocol: TCP
          name: http
        - containerPort: 443
          protocol: TCP
          name: https

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  labels:
    app: nginx-service-label
  name: nginx-service
spec:
  selector:
    app: nginx
  ports:
    - name: http
      protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 80
      nodePort: 30030 #nortPort开在主机的端口
    - name: https
      port: 443
      protocol: TCP
      targetPort: 443
      nodePort: 30443
  selector:
    app: nginx
  type: NodePort  # 这里使用LoadBalancer类型，如果在本地运行，可以使用NodePort类型或ClusterIP类型

查看创建是否成功。

部署自己的应用（微服务）

这里用我自己制作的一个网站镜像文件举例，下面是其 Dockerfile 内容。

这是其相关 yaml 文件的具体内容。

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: utopia-app-deployment 
  labels:
    app: utopia-app
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: utopia-app
  template:
    metadata:
      labels:
        app: utopia-app
    spec:
      containers:
        - name: utopia-app #pod名字 
          image: registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/syr030111/utopia:latest
          imagePullPolicy: IfNotPresent
          ports:
          - containerPort: 8080 # 容器内部端口
            protocol: TCP
            name: http
          - containerPort: 999
            protocol: TCP
            name: https

---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: utopia-app-service
spec:
  type: NodePort
  selector:
    app: utopia-app #选择有该标签的pod容器
  ports:
  - name: http
    protocol: TCP
    port: 888  #service的端口
    targetPort: 8080  #pod的端口，一般与pod内部容器的服务端口一致

其中 Deployment负责创建和管理 Pod 的副本，确保指定数量的 Pod 始终在运行。如果 Pod崩溃或被删除，Deployment 会自动创建新的 Pod 来替换它们。

Service允许我们访问 Pod 集合，并提供了负载均衡和访问控制的功能。这里的 Service 通过NodePort 类型在集群的每个节点上暴露了一个端口（通常是30000-32767之间的随机端口，但可以通过配置指定端口），从而允许从集群外部通过 IP:NodePort 的方式访问到 Pod 中的服务。

可以用下面几条命令查询是否创建成功。

如果出现类似下面的问题，即节点一直未准备好，可以用更下面的几个命令查询具体信息。

" kubectl describe nodes " 这个命令可以非常详细地查询各个节点的信息，也包括资源和内存使用情况。

下面这个可以简洁查询节点资源使用情况。

如果出现下面的超时错误可多尝试几次。

后续因为电脑空间不够，只能删除虚拟机，这个项目停在这里，之后有空间或者换电脑了继续。