一、Kubernetes简介

在Docker 作为高级容器引擎快速发展的同时，在Google内部，容器技术已经应用了很多年，Borg系统运行管理着成千上万的容器应用。

Kubernetes项目来源于Borg，可以说是集结了Borg设计思想的精华，并且吸收了Borg系统中的经验和教训。

Kubernetes对计算资源进行了更高层次的抽象，通过将容器进行细致的组合，将最终的应用服务交给用户。

Kubernetes的好处：

隐藏资源管理和错误处理，用户仅需要关注应用的开发。
服务高可用、高可靠。
可将负载运行在由成千上万的机器联合而成的集群中。

1.kubernetes设计架构

Kubernetes集群包含有节点代理kubelet和Master组件(APIs, scheduler, etc)，一切都基于分布式的存储系统。

Kubernetes主要由以下几个核心组件组成：

etcd：保存了整个集群的状态
apiserver：提供了资源操作的唯一入口，并提供认证、授权、访问控制、API注册和发现等机制
controller manager：负责维护集群的状态，比如故障检测、自动扩展、滚动更新等
scheduler：负责资源的调度，按照预定的调度策略将Pod调度到相应的机器上
kubelet：负责维护容器的生命周期，同时也负责Volume（CVI）和网络（CNI）的管理
Container runtime：负责镜像管理以及Pod和容器的真正运行（CRI）
kube-proxy：负责为Service提供cluster内部的服务发现和负载均衡

除了核心组件，还有一些推荐的Add-ons：

kube-dns：负责为整个集群提供DNS服务
Ingress Controller：为服务提供外网入口
Heapster：提供资源监控
Dashboard：提供GUI
Federation：提供跨可用区的集群
Fluentd-elasticsearch：提供集群日志采集、存储与查询

Kubernetes设计理念和功能其实就是一个类似Linux的分层架构

核心层：Kubernetes最核心的功能，对外提供API构建高层的应用，对内提供插件式应用执行环境

应用层：部署（无状态应用、有状态应用、批处理任务、集群应用等）和路由（服务发现、DNS解析等）

管理层：系统度量（如基础设施、容器和网络的度量），自动化（如自动扩展、动态Provision等）以及策略管理（RBAC、Quota、PSP、NetworkPolicy等）

接口层：kubectl命令行工具、客户端SDK以及集群联邦

生态系统：在接口层之上的庞大容器集群管理调度的生态系统，可以划分为两个范畴

Kubernetes外部：日志、监控、配置管理、CI、CD、Workflow、FaaS、OTS应用、ChatOps等
Kubernetes内部：CRI、CNI、CVI、镜像仓库、Cloud Provider、集群自身的配置和管理等

二、Kubernetes部署

参考官网

关闭节点的selinux和iptables防火墙
所有节点部署docker引擎
所有节点都一样server2 server3 server4

修改驱动

[root@server2 docker]# vim daemon.json
{"registry-mirrors": ["https://reg.westos.org"],"exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],"log-driver": "json-file","log-opts": {"max-size": "100m"},"storage-driver": "overlay2","storage-opts": ["overlay2.override_kernel_check=true"]
}
[root@server2 docker]# systemctl daemon-reload
[root@server2 docker]# systemctl restart docker.service
docker info 查看驱动是否变成了systemd形式的

注意：如果修改完之后重启失败,按照以下操作完成再次重启即可

[root@server3 ~]# cd /etc/systemd/system/docker.service.d
[root@server3 docker.service.d]# ls
10-machine.conf
[root@server3 docker.service.d]# rm -fr 10-machine.conf

禁用swap分区

每个节点都需要做

#swapoff -a
注释掉/etc/fstab文件中的swap定义     防止开机自启

安装部署软件kubeadm

[root@server2 ~]# cd /etc/yum.repos.d/
[root@server2 yum.repos.d]# vim k8s.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64/
enabled=1
gpgcheck=0

此前如果配置了Centos的源，请先将它禁用，以免下载服务时有依赖性的影响。
每个节点操作一样

[root@server2 ~]# yum install kubelet kubeadm kubectl
[root@server2 ~]# systemctl enable --now kubelet
[root@server2 yum.repos.d]# scp k8s.repo server3:/etc/yum.repos.d/
[root@server2 yum.repos.d]# scp k8s.repo server4:/etc/yum.repos.d/

[root@server2 ~]# kubeadm config print init-defaults              ## //查看默认配置信息

默认从k8s.gcr.io上下载组件镜像，需要翻墙才可以，所以需要修改镜像仓库：
只有管理端需要拉取镜像

[root@server2 ~]# kubeadm config images list --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers
## 列出所需镜像
[root@server2 ~]# kubeadm config images pull --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers
## 拉取镜像

初始化集群

[root@server2 ~]#  kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers--pod-network-cidr=10.244.0.0/16   //使用flannel网络组件时必须添加
--kubernetes-version    //指定k8s安装版本

安装flannel网络组件

https://github.com/coreos/flannel
链接: kube-flannel.yml 提取码: s452

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml
kubectl apply -f kube-flannel.yml

如果下载失败，在网盘自行提取

[root@server2 ~]# kubectl get pod --namespace kube-system

加入网络插件之后，状态就会变成ready

[root@server2 etc]# kubectl get nodes

为了方便，我们直接将需要的镜像打包，发送给集群其他节点，让其本地拉取就行

[root@server2 ~]# docker save quay.io/coreos/flannel:v0.12.0-amd64 registry.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.2 registry.aliyuncs.com/google_containers/coredns:1.7.0 registry.aliyuncs.com/google_containers/kube-proxy:v1.20.2 > node.tar
[root@server2 ~]# scp  node.tar server3:~/
[root@server2 ~]# scp  node.tar server4:~/
[root@server3 ~]# docker load -i node.tar
[root@server4 ~]# docker load -i node.tar

在server3 server4执行，初始化之后生成的。按照实际添加。

kubeadm join 172.25.1.2:6443 --token 3jc2ts.iby7sspiql1atfj2 \--discovery-token-ca-cert-hash sha256:e5d5e3660a96182995168d4d35199c7cc451601453fe074957de6bf023e1cecc

最后在master端查看节点状态

[root@server2 ~]# kubectl get nodes
NAME      STATUS   ROLES                  AGE   VERSION
server2   Ready    control-plane,master   27m   v1.20.2
server3   Ready    <none>                 26m   v1.20.2
server4   Ready    <none>                 26m   v1.20.2

如果查询状态，以及pod 等都显示正常，到这里集群部署就结束了。

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