kubernetes主要概念介绍及一键部署(转载请注明出处)
2016-08-31 12:35
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| author: | zqh |
|---|---|
| date: | 2016-8-26 |
什么是kubernetes
Kubernetes是Google开源的容器集群管理系统，实现基于Docker构建容器，利用Kubernetes能很方面管理多台Docker主机中的容器。
主要功能
将多台Docker主机抽象为一个资源，以集群方式管理容器，包括任务调度、资源管理、弹性伸缩、滚动升级等功能。使用编排系统（YAML File）快速构建容器集群，提供负载均衡，解决容器直接关联及通信问题。
自动管理和修复容器，简单说，比如创建一个集群，里面有十个容器，如果某个容器异常关闭，那么，会尝试重启或重新分配容器，始终保证会有十个容器在运行，反而杀死多余的。
kubernetes角色组成
POD:Pod是kubernetes的最小操作单元，一个Pod可以由一个或多个容器组成； 同一个Pod只能运行在同一个主机上，共享相同的volumes、network、namespace。
ReplicationController（RC）:
RC用来管理Pod，一个RC可以由一个或多个Pod组成，在RC被创建后， 系统会根据定义好的副本数来创建Pod数量。 在运行过程中，如果Pod数量小于定义的，就会重启停止的或重新分配Pod， 反之则杀死多余的。当然，也可以动态伸缩运行的Pods规模或熟悉。
Service:
Service定义了一个Pod逻辑集合的抽象资源，Pod集合中的容器提供相同的功能。 集合根据定义的Label和selector完成，当创建一个Service后， 会分配一个Cluster IP，这个IP与定义的端口提供这个集合一个统一的访问接口，并且实现负载均衡。
Label:
Label是用于区分Pod、Service、RC的key/value键值对； Pod、Service、RC可以有多个label，但是每个label的key只能对应一个； 主要是将Service的请求通过lable转发给后端提供服务的Pod集合；
kubernetes组件
kubectl:客户端命令行工具，将接受的命令格式化后发送给kube-apiserver，作为整个系统的操作入口。
kube-apiserver:
作为整个系统的控制入口，以REST API服务提供接口。
kube-controller-manager:
用来执行整个系统中的后台任务，包括节点状态状况、Pod个数、Pods和Service的关联等。
kube-scheduler:
负责节点资源管理，接受来自kube-apiserver创建Pods任务，并分配到某个节点。
etcd:
负责节点间的服务发现和配置共享。
kube-proxy:
运行在每个计算节点上，负责Pod网络代理。定时从etcd获取到service信息来做相应的策略。
kubelet:
运行在每个计算节点上，作为agent，接受分配该节点的Pods任务及管理容器，周期性获取容器状态，反馈给kube-apiserver。
DNS:
一个可选的DNS服务，用于为每个Service对象创建DNS记录，这样所有的Pod就可以通过DNS访问服务了。
Tip
kubernetes简称k8s，下面部署中我们用k8s这个名称。
k8s部署过程
环境
宿主机以ubuntu16.04_raw镜像创建的openstack虚拟机两台
网络
可访问公网
目标
| host | private ip | public ip | role | service |
|---|---|---|---|---|
| k8s-1 | 10.0.0.107 | 10.68.7.160 | master minon | etcd docker flannel kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler kubelet kube-proxy |
| k8s-2 | 10.0.0.108 | NULL | minon | docker flannel kubelet kube-proxy |
准备工作
修改hosts文件>>> vim /etc/hosts
内容如下::
10.0.0.107 k8s-1 10.0.0.108 k8s-2
打通ssh
>>> ssh-keygen Generating public/private rsa key pair. Enter file in which to save the key (/root/.ssh/id_rsa): 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:NvOph1CVJmmQfbNFYT5rRPJQQaoEPtwTyp8Tyn/qvKs root@k8s-1 The key's randomart image is: +---[RSA 2048]----+ | o+..o=Oo | | +.+=.*O. | | *.==.+= | | . =.=.. o | | o.S o | | .o = o | | ...+ | | ..+. | | EoB+ | +----[SHA256]-----+
>>> ssh-copy-id root@10.0.0.107 /usr/bin/ssh-copy-id: INFO: Source of key(s) to be installed: "/root/.ssh/id_rsa.pub" The authenticity of host '10.0.0.107 (10.0.0.107)' can't be established. ECDSA key fingerprint is SHA256:zYRv0YqekuRHesQbrHLF4JXKlEYqRoKUQ48jMH/QKw4. 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 t he new keys root @10.0.0.107's password: Numb er of key(s) added: 1 Now try logging into the machine, with: "ssh 'root@10.0.0.107'" and check to make sure that only the key(s) you wanted were added.
Note
每个主机都要把自己的密钥复制到其它节点上，包括本机。
安装docker
Tip
gitlab上有部署docker的脚本，这里略过
准备k8s
下载k8s完整二进制包
https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/v1.3.4/kubernetes.tar.gz https://github.com/kubernetes/kubernetes/releases/ 目前最新版本是v1.3.4,大小为1.4G
解压k8s压缩包
>>> tar xzf kubernetes.tar.gz
Note
解压后会在解压目录生成kubernetes目录。
解压salt
>>> tar zxf kubernetes/server/kubernetes-salt.tar.gz >>> cp -r kubernetes/saltbase kubernetes/cluster/saltbase
修改k8s安装脚本
Warning
在实际部署过程中遇到很多问题，通过修改脚本可以顺利安装。
修改common.sh
>>> vim kubernetes/cluster/common.sh >>> %s/python/python3/g
Note
common脚本中调用了python，实际环境中是python3，需要全部替换一下。
修改download-release.sh
Note
download-release脚本功能是curl联网下载需要安装的组件并做一些安装准备工作， 过程非常缓慢还会超时，我们可以注释掉下载的动作，手工下载组件到指定位置。
注释掉清理动作
function cleanup {
# cleanup work
# rm -rf flannel* kubernetes* etcd* binaries
echo "cleanup not execute" # 函数不可空，随便添加一句，否则报错
}
# trap cleanup SIGHUP SIGINT SIGTERM注释掉下载flannel
# curl -L https://github.com/coreos/flannel/releases/download/v${FLANNEL_VERSION}/flannel-${FLANNEL_VERSION}-linux-amd64.tar.gz -o flannel.tar.gz
注释掉下载etcd
# curl -L https://github.com/coreos/etcd/releases/download/v${ETCD_VERSION}/${ETCD}.tar.gz -o etcd.tar.gz
注释掉获取k8s version并指定版本号
# KUBE_VERSION=$(get_latest_version_number | sed 's/^v//') KUBE_VERSION=1.3.4
注释掉下载k8s
# curl -L https://github.com/kubernetes/kubernetes/releases/download/v${KUBE_VERSION}/kubernetes.tar.gz -o kubernetes.tar.gz
注释掉删除动作
# rm -rf flannel* kubernetes* etcd*
修改utils.sh
修改kubelet选项
KUBELET_OPTS="\
--hostname-override=${1} \
--api-servers=http://${2}:8080 \
--logtostderr=true \
--cluster-dns=${3} \
--cluster-domain=${4} \
--pod-infra-container-image=vsc3.vsct.io/kubernetes/pause:latest \
--config=${5} \
$cni_opts"Note
此处是修改默认镜像，k8s内部使用pause镜像启动容器， 这里会默认去gcr获取，gcr的域名被GFW封掉了，我们可先去 dockerhub上下载，然后push到私有registry上。
注释掉下载easy-rsa
# curl -L -O https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/easy-rsa/easy-rsa.tar.gz > /dev/null 2>&1 >>> cp easy-rsa.tar.gz ~/kubernetes/cluster/
Note
easy-rsa包是用来生成访问https的证书的工具，我们同样下载下来，放到指定位置。
other
Note
脚本中对于服务的创建只把启动脚本放到/etc/init.d目录下， 并没有添加启动脚本，我们需要执行update-rc.d命令来添加脚本， 由于启动的地方比较多，这里不在修改脚本内容，放到安装完成后 手工添加并启动服务。
修改服务模块启动选项
切到ubuntu目录
>>> cd ~/kubernetes/cluster/ubuntu
修改启动脚本中的启动选项
>>> vim master/init_scripts/etcd >>> vim master/init_scripts/kube-apiserver >>> vim master/init_scripts/kube-controller-manager >>> vim master/init_scripts/kube-scheduler >>> vim minon/init_scripts/kubelet >>> vim minon/init_scripts/kube-proxy >>> vim master-flannel/init_scripts/flanneld >>> vim minion-flannel/init_scripts/flanneld
例:
ETCD_START="start-stop-daemon \ --start \ --background \ --quiet \ --exec $ETCD \ --make-pidfile \ --pidfile $ETCD_PIDFILE \ -- $ETCD_OPTS" # \ # >> $ETCD_LOGFILE 2>&1"
Note
服务在启动时会把重定向>>符当做选项来解析报错，注释掉后面的输出log和错误重定向。
开始安装
切换到群集安装目录>>> cd ~/kubernetes/cluster/ubuntu
执行安装脚本
>>> KUBERNETES_PROVIDER=ubuntu ./kube-up.sh
... Starting cluster using provider: ubuntu
... calling verify-prereqs
Identity added: /root/.ssh/id_rsa (/root/.ssh/id_rsa)
... calling kube-up
~/kubernetes/cluster/ubuntu ~/kubernetes/cluster
Prepare flannel 0.5.5 release ...
Prepare etcd 2.3.1 release ...
Prepare kubernetes 1.3.4 release ...
Done! All your binaries locate in kubernetes/cluster/ubuntu/binaries directory
~/kubernetes/cluster
Deploying master and node on machine 10.0.0.107
make-ca-cert.sh 100% 4028 3.9KB/s 00:00
easy-rsa.tar.gz 100% 42KB 42.4KB/s 00:00
config-default.sh 100% 5315 5.2KB/s 00:00
util.sh 100% 29KB 28.7KB/s 00:00
kubelet.conf 100% 644 0.6KB/s 00:00
kube-proxy.conf 100% 684 0.7KB/s 00:00
kubelet 100% 2163 2.1KB/s 00:00
kube-proxy 100% 2238 2.2KB/s 00:00
kube-controller-manager.conf 100% 744 0.7KB/s 00:00
etcd.conf 100% 709 0.7KB/s 00:00
kube-apiserver.conf 100% 674 0.7KB/s 00:00
kube-scheduler.conf 100% 674 0.7KB/s 00:00
etcd 100% 2079 2.0KB/s 00:00
kube-apiserver 100% 2363 2.3KB/s 00:00
kube-scheduler 100% 2365 2.3KB/s 00:00
kube-controller-manager 100% 2677 2.6KB/s 00:00
reconfDocker.sh 100% 2074 2.0KB/s 00:00
etcd 100% 16MB 15.9MB/s 00:00
flanneld 100% 16MB 15.8MB/s 00:00
etcdctl 100% 14MB 13.7MB/s 00:01
kube-apiserver 100% 105MB 104.6MB/s 00:01
kube-scheduler 100% 56MB 56.2MB/s 00:01
kube-controller-manager 100% 95MB 94.9MB/s 00:01
kubelet 100% 103MB 51.3MB/s 00:02
flanneld 100% 16MB 15.8MB/s 00:00
kube-proxy 100% 48MB 48.3MB/s 00:01
flanneld.conf 100% 577 0.6KB/s 00:00
flanneld 100% 2126 2.1KB/s 00:00
flanneld.conf 100% 568 0.6KB/s 00:00
flanneld 100% 2136 2.1KB/s 00:00
Warning: etcd.service changed on disk. Run 'systemctl daemon-reload' to reload units.
{"Network":"172.16.0.0/16", "Backend": {"Type": "vxlan"}}
Connection to 10.0.0.107 closed.
Deploying node on machine 10.0.0.108
config-default.sh 100% 5315 5.2KB/s 00:00
util.sh 100% 29KB 28.7KB/s 00:00
reconfDocker.sh 100% 2074 2.0KB/s 00:00
kubelet.conf 100% 644 0.6KB/s 00:00
kube-proxy.conf 100% 684 0.7KB/s 00:00
kubelet 100% 2163 2.1KB/s 00:00
kube-proxy 100% 2238 2.2KB/s 00:00
kubelet 100% 103MB 102.6MB/s 00:01
flanneld 100% 16MB 15.8MB/s 00:00
kube-proxy 100% 48MB 48.3MB/s 00:00
flanneld.conf 100% 577 0.6KB/s 00:00
flanneld 100% 2126 2.1KB/s 00:00
Warning: flanneld.service changed on disk. Run 'systemctl daemon-reload' to reload units.
Connection to 10.0.0.108 closed.
Validating master
Validating root@10.0.0.107
Validating root@10.0.0.108
Using master 10.0.0.105
cluster "ubuntu" set.
user "ubuntu" set.
context "ubuntu" set.
switched to context "ubuntu".
Wrote config for ubuntu to /root/.kube/config
... calling validate-cluster
Found 2 node(s).
NAME STATUS AGE
10.0.0.107 Ready 1h
10.0.0.108 Ready 1h
Validate output:
NAME STATUS MESSAGE ERROR
scheduler Healthy ok
controller-manager Healthy ok
etcd-0 Healthy {"health": "true"}
Cluster validation succeeded
Done, listing cluster services:
Kubernetes master is running at http://10.0.0.107:8080 kubernetes-dashboard is running at http://10.0.0.107:8080/api/v1/proxy/namespaces/kube-system/services/kubernetes-dashboard To further debug and diagnose cluster problems, use 'kubectl cluster-info dump'.Note
刚才提到，安装脚本中把启动脚本放到init.d路径下，没有更新脚本，如果在执行过程中卡住不动， 则是脚本在检查服务启动，而服务实际上没有启动成功，我们可以执行update-rc.d [服务名] defaults 来更新启动服务，此命令还可以控制启动顺序，比如docker必须在flannel后面启动。
测试master服务
刚才安装打印显示http服务在http://10.0.0.107:8080上，对应public ip是10.68.7.160，打开效果如下:
{
"paths": [
"/api",
"/api/v1",
"/apis",
"/apis/apps",
"/apis/apps/v1alpha1",
"/apis/autoscaling",
"/apis/autoscaling/v1",
"/apis/batch",
"/apis/batch/v1",
"/apis/batch/v2alpha1",
"/apis/extensions",
"/apis/extensions/v1beta1",
"/apis/policy",
"/apis/policy/v1alpha1",
"/apis/rbac.authorization.k8s.io",
"/apis/rbac.authorization.k8s.io/v1alpha1",
"/healthz",
"/healthz/ping",
"/logs/",
"/metrics",
"/swaggerapi/",
"/ui/",
"/version"
]
}部署dashboard
需要的yaml文件
>>> ls kubernetes/cluster/addons/dashboard dashboard-controller.yaml dashboard-service.yaml MAINTAINERS.md README.md
修改dashboard-controller.yaml
image: vsc3.vsct.io/larry0208/kubernetes-dashboard-amd64-google:v1.1.1
Note
默认镜像指向gcr，我们同样在docker hub上pull下此镜像放到私有registry上。 另外此yaml文件中一些名称的版本也修改成v1.1.1
创建命名空间
Note
安装k8s的时候已经默认创建了个kube-system命名空间， dashboard属于系统服务，所以这里不需要再创建命名空间。
创建pod
>>> kubectl -s 10.68.7.160:8080 create -f dashboard-controller.yaml
查看pod状态
>>> kubectl get pods -o wide --namespace=kube-system NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE kubernetes-dashboard-v1.1.1-a8dgy 1/1 Running 0 20h 172.16.17.2 10.0.0.108
创建service
>>> kubectl -s 10.68.7.160:8080 create -f dashboard-service.yaml
查看service状态
>>> kubectl --namespace=kube-system get ep kubernetes-dashboard NAME ENDPOINTS AGE kubernetes-dashboard 172.16.17.2:9090 20h
查看效果
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