《k8s 集群搭建》不要让贫穷扼杀了你学 k8s 的兴趣!
2021/4/11 18:25:32
本文主要是介绍《k8s 集群搭建》不要让贫穷扼杀了你学 k8s 的兴趣!,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!
大家好,欢迎来到小菜个人 solo 学堂。在这里,知识免费,不吝吸收!关注免费,不吝动手!
死鬼~看完记得给我来个三连哦!
本文主要介绍
kubernetes集群的搭建
如有需要,可以参考
如有帮助,不忘 点赞 ❥
微信公众号已开启,小菜良记,没关注的同学们记得关注哦!
阅读这篇文章先需要对 docker 的基本知识有所了解!相关阅读请移步:Docker上手,看完觉得自己又行了!
相信点进来的小伙伴应该都对 k8s 有所耳闻,甚至于已经使用上了。而如果是因为对标题感到好奇的小伙伴也别急着划走,因为我劝你一定要学习 Kubernetes(k8s)。而标题也并非标题党,由于 k8s 集群大体上分为两大类:
- 一主多从:一台 master 节点和多台 node 节点,搭建比较简单,但是有可能出现 master 单机故障
- 多主多从: 多台 master 节点和多台 node 节点,搭建比较麻烦,但是安全性高
不管是 一主多从 异或者是 多主多从 ,这里至少都是需要三台服务器,而且每台服务器的规格至少得在 2G内存 2颗CPU
配置起步,而我们如果纯属为了平时练习使用,花费一笔钱去投资服务器,可能有部分人是不愿意的,所以这里就呼应了标题~接下来小菜将带给你比较节省的方案去学习 k8s集群的搭建!
开头说到,我劝你一定要学习 k8s 这并非是一句空话。当下,云原生也并非是一个新名词,它已经指定了一条新的开发道路,**敏捷、可扩展、可复制、最大化利用…**便是这条道路的代名词!这篇文章不单单介绍 Kubernetes 的搭建,如果对 Kubernetes 有所熟悉的同学可以直接跳转到 Kubernetes 集群搭建 的部分,如果不熟悉的同学建议先看看前半部分,先对 Kubernetes 有所了解一下。
Kubernetes
一、K8s 事前了解
有些同学可能感到有点奇怪,为什么一会说 kubernetes,一会说 k8s,这两个是同一个东西吗?答案是肯定的
Kubernetes 简称 k8s,是用 8 来代替 8 个字符 “ubernete” 的缩写
这个一个用来管理云平台中多个主机上的容器化应用,它的目的便是让部署容器化的应用简单且高效,它提供了应用部署,规划,更新,维护的一种机制。
我们先来看看部署应用的迭代过程:
-
传统部署: 直接将应用程序部署在物理机上
-
虚拟化部署: 可以在一台物理机上运行多个虚拟机,每个虚拟机都是独立的一个环境
-
容器化部署: 与虚拟机类似, 但是共享了操作系统
看了以上部署方式,想想看你们公司现在是用的哪一种~说到容器化部署,学过docker的同学肯定第一时间想到docker ,docker 的容器化部署方式确实给我们带来了很多便利,但是问题也是存在的,有时候这些问题会被我们刻意性的回避,因为 docker 实在是有点好用,让人有点不忍心对它产生质疑,但是又不得不面对:
-
一个容器故障停机了,怎么样保证高可用让另外一个容器立刻启动去替补上停机的容器
-
当并发访问量上来的时候,是否可以做到自动扩容,并发访问量下去的时候是否可以做到自动缩容
-
…
容器的问题确实有时候挺值得深思的,而这些容器管理的问题统称为 容器编排 问题,我们能想到的问题,自然有人去解决,例如 docker 自家就推出了 Docker Swarm 容器编排工具,Apache 退出了 Mesos 资源统一管控工具,Google 推出了Kubernetes
容器编排工具,而这也是我们要说到的主角!
1)K8s优点
- 自我修复:一旦某一个容器崩溃,能够在1秒左右迅速启动新的容器
- 弹性伸缩:可以根据需要,自动对集群中正在运行的容器数量进行调整
- 服务发现:服务可以通过自动发现的形式找到它所依赖的服务
- 负载均衡:如果一个服务启动了多个容器,能够自动实现请求的负载均衡
- 版本回退:如果发现新发布的程序版本有问题,可以立即回退到原来的版本
- 存储编排:可以根据容器自身的需求自动创建存储卷
2)K8s 构成组件
一个完整的 Kubernetes 集群是由 控制节点 master 、工作节点 node 构成的,因此这种集群方式也分为 一主多从 和 多主多从,而每个节点上又会安装不同组件以提供服务。
1、Master
集群的控制平面,负责集群的决策(管理)。它旗下存在以下组件
- ApiServer :资源操作的唯一入口,接收用户输入的命令,提供认证、授权、Api 注册和发现等机制
- Scheduler:负责集群资源调度,按照预定的调度策略将 pod 调度到相应的 node 节点上
- ControllerManager:负责维护集群的状态,比如程序部署安排,故障检测,自动扩展,滚动更新等
- Etcd:负责存储集群中各种资源对象的信息
2、Node
集群的数据平面,负责为容器提供运行环境(干活)。它旗下存在以下组件
- Kubelet:负责维护容器的生命周期,即通过控制 docker 来创建、更新、销毁容器
- KubeProxy:负责提供集群内部的服务发现和负载均衡
看完了以上介绍,那我们接下来就开始进行 k8s 集群的搭建!
二、k8s 集群搭建
1)Centos7 安装
首先我们需要软件:
- VMware Workstation Pro
- Centos 7.0 镜像
虚拟机软件可百度查找下载,如若没有联系小菜,小菜给你提供
镜像可访问阿里云进行下载,如下图:下载地址
完成虚拟机的安装后我们便可在 VMware 中安装 Centos7
- 我们选择 创建新的虚拟机
- 选择自定义安装
典型安装:VMware会将主流的配置应用在虚拟机的操作系统上,对于新手来很友好。
自定义安装:自定义安装可以针对性的把一些资源加强,把不需要的资源移除。避免资源的浪费。
- 兼容性一般向下兼容
- 选择我们下载好的 centos 镜像
- 给自己的虚拟机分配名称和安装地址,我们需要安装三台,所以名称我这里分别命名为(master、node01、node02)
- 给自己的虚拟机分配资源,最低要求一般是 2核2G内存
- 这里使用 NAT 网络类型
桥接:选择桥接模式的话虚拟机和宿主机在网络上就是平级的关系,相当于连接在同一交换机上。
NAT:NAT模式就是虚拟机要联网得先通过宿主机才能和外面进行通信。
仅主机:虚拟机与宿主机直接连起来
- 接下来一直下一步,然后点击完成即可
- 安装完后我们便可以在页面看到以下结果,点击开启此虚拟机:
- 选择 install CentOS7
- 然后就可以看到安装过程:
- 过一会便会看到让我们选择语言的界面,这里选择中文并继续
- 软件选择我们可以选
基础设施服务器
,安装位置可选自动分区
- 然后我们需要点击 网络和主机名 进入网络配置
- 我们在 tarbar 栏点击 编辑 -> 虚拟网络编辑器 查看虚拟机的子网IP
- 这边我们手动自定义添加 Ipv4 的地址,DNS服务器可填阿里云的
我们分配的地址需要排除 255
和 02
这两个地址,分别是广播和网关地址。
我是这样配置的:
master 节点 :
192.168.108.100
node01 节点 :
192.168.108.101
node02 节点 :
192.168.108.102
- 配置完选择保存并点击完成,然后设置主机名
我是这样配置的:
master 节点 :
master
node01 节点 :
node01
node02 节点 :
node02
- 完成以上配置后,大致是如下样子
- 点击开始安装后,我们来到了以下页面,然后配置以下两个信息
完成以上配置后,重启便可以使用,其他两个节点也是同样的配置,可以直接选择克隆,网络配置和主机名 记得改~ 然后我们便得到以下配置的三个服务器:
主机名 | IP | 配置 |
---|---|---|
master | 192.168.108.100 | 2 核 2G内存 30G硬盘 |
node01 | 192.168.108.101 | 2 核 2G内存 30G硬盘 |
node02 | 192.168.108.102 | 2 核 2G内存 30G硬盘 |
2)环境配置
完成以上服务器的搭建后,我们可以利用 shell 工具 进行连接,开始搭建 k8s 环境
- 主机名解析
为了集群节点间的直接调用,我们需要配置一下主机名解析,分别在三台服务器上编辑 /etc/hosts
- 同步时间
集群中的时间必须要精确一致,我们可以直接使用chronyd
服务从网络同步时间,三台服务器需做同样的操作
- 禁用iptables和firewalld服务
kubernetes和docker在运行中会产生大量的iptables规则,为了不让系统规则跟它们混淆,直接关闭系统的规则。三台虚拟机需做同样操作:
# 1 关闭firewalld服务 [root@master ~]# systemctl stop firewalld [root@master ~]# systemctl disable firewalld # 2 关闭iptables服务 [root@master ~]# systemctl stop iptables [root@master ~]# systemctl disable iptables
- 禁用selinux
selinux是linux系统下的一个安全服务,如果不关闭它,在安装集群中会产生各种各样的奇葩问题
# 永久关闭 [root@master ~]# sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config # 临时关闭 [root@master ~]# setenforce 0
- 禁用swap分区
swap分区指的是虚拟内存分区,它的作用是在物理内存使用完之后,将磁盘空间虚拟成内存来使用启用swap设备会对系统的性能产生非常负面的影响,因此kubernetes要求每个节点都要禁用swap设备但是如果因为某些原因确实不能关闭swap分区,就需要在集群安装过程中通过明确的参数进行配置说明
# 临时关闭 [root@master ~]# swapoff -a # 永久关闭 [root@master ~]# vim /etc/fstab
注释掉swap分区那一行
- 修改linux的内核参数
我们需要修改linux的内核参数,添加网桥过滤和地址转发功能,编辑/etc/sysctl.d/kubernetes.conf
文件,添加如下配置:
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1 net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1 net.ipv4.ip_forward = 1
添加后进行以下操作:
# 重新加载配置 [root@master ~]# sysctl -p # 加载网桥过滤模块 [root@master ~]# modprobe br_netfilter # 查看网桥过滤模块是否加载成功 [root@master ~]# lsmod | grep br_netfilter
同样是在三台服务器都进行操作,成功信息如下:
- 配置 ipvs 功能
在kubernetes中service有两种代理模型,一种是基于iptables的,一种是基于ipvs的
相比较的话,ipvs的性能明显要高一些,但是如果要使用它,需要手动载入ipvs模块
# 安装ipset和ipvsadm [root@master ~]# yum install ipset ipvsadmin -y # 添加需要加载的模块写入脚本文件 [root@master ~]# 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 [root@master ~]# chmod +x /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules # 执行脚本文件 [root@master ~]# /bin/bash /etc/sysconfig/modules/ipvs.modules # 查看对应的模块是否加载成功 [root@master ~]# lsmod | grep -e ip_vs -e nf_conntrack_ipv4
- 完成以上配置后重启服务器
[root@master ~]# reboot
3)docker安装
第一步:
# 获取镜像源 [root@master ~]# wget https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo -O /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo
第二步:
# 安装特定版本的docker-ce # 必须指定--setopt=obsoletes=0,否则yum会自动安装更高版本 [root@master ~]# yum install --setopt=obsoletes=0 docker-ce-18.06.3.ce-3.el7 -y
第三步:
# 添加一个配置文件 # Docker在默认情况下使用的Cgroup Driver为cgroupfs,而kubernetes推荐使用systemd来代替cgroupfs [root@master ~]# mkdir /etc/docker
第四步:
# 添加阿里云 yum 源, 可从阿里云容器镜像管理中复制镜像加速地址 [root@master ~]# cat <<EOF > /etc/docker/daemon.json { "registry-mirrors": ["https://xxxx.mirror.aliyuncs.com"] } EOF
第五步:
# 启动docker [root@master ~]# systemctl enable docker && systemctl start docker
完成以上5步,也就完成了 docker 的安装,离成功更近一步~
4)集群初始化
1、由于 kubernetes 的镜像源在国外,速度比较慢,因此我们需要切换成国内的镜像源
# 编辑 /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo 添加一下配置 [root@master ~]# vim /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo [kubernetes] name=Kubernetes baseurl=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64 enabled=1 gpgcheck=0 repo_gpgcheck=0 gpgkey=http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg http://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
2、然后安装kubeadm、kubelet和kubectl 三个组件
yum install --setopt=obsoletes=0 kubeadm-1.17.4-0 kubelet-1.17.4-0 kubectl-1.17.4-0 -y
3、配置 kubelet 的group
# 编辑 /etc/sysconfig/kubelet,添加下面的配置 KUBELET_CGROUP_ARGS="--cgroup-driver=systemd" KUBE_PROXY_MODE="ipvs"
4、这步是来初始化集群的,因此只需在 master 服务器上执行即可
,上面那些是每个服务器都需要执行!
# 创建集群 # 由于默认拉取镜像地址 k8s.gcr.io 国内无法访问,这里指定阿里云镜像仓库地址 [root@master ~]# kubeadm init \ --apiserver-advertise-address=192.168.108.100 \ --image-repository registry.aliyuncs.com/google_containers \ --kubernetes-version=v1.17.4 \ --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 \ --service-cidr=10.96.0.0/12 #使用 kubectl 工具 [root@master ~]# mkdir -p $HOME/.kube [root@master ~]# sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config [root@master ~]# sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config
然后我们需要将node 节点加入集群中,在 node 服务器
上执行上述红框的命令:
[root@master ~]# kubeadm join 192.168.108.100:6443 --token xxx \ --discovery-token-ca-cert-hash sha256:xxx
便可在 master 节点 获取到节点信息:
但是我们这个时候查看集群状态都是为NotReady
,这是因为还没有配置网络插件
5、安装网络插件
kubernetes支持多种网络插件,比如flannel、calico、canal等等,这里选择使用flanne
下载 flanneld-v0.13.0-amd64.docker :下载地址
下载完成后,上传至 master 服务器 执行以下命令
docker load < flanneld-v0.13.0-amd64.docker
执行完成后便可看到多了个 flannel 镜像:
然后我们需要获取flannel的配置文件来部署 flannel 服务
[root@master ~]# wget https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml # 使用配置文件启动fannel [root@master ~]# kubectl apply -f kube-flannel.yml # 再次查看集群节点的状态 [root@master ~]# kubectl get nodes
这个时候所有节点的状态都是Ready
的状态,到此为止,我们的 k8s 集群就算搭建完成了!
5)集群功能验证
接下来就是我们的验证时间,之前我们学 docker 的时候往往会启动一个 nginx 容器来测试是否可用,k8s 我们也同样来部署一个 nginx 来测试下服务是否可用~
(下面例子为测试例子,如果不清楚每个指令的作用也不要紧,后面我们会出篇 k8s 的教学文章来说明 k8s 如果使用!)
- 首先我们创建一个 deployment
[root@master ~]# kubectl create deployment nginx --image=nginx:1.14-alpine deployment.apps/nginx created [root@master ~]# kubectl get deploy NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE nginx 1/1 1 1 31s
- 然后创建一个 service 来让外界能够访问到我们 nginx 服务
[root@master ~]# kubectl expose deploy nginx --port=80 --target-port=80 --type=NodePort service/nginx exposed [root@master ~]# kubectl get svc NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE nginx NodePort 10.110.224.214 <none> 80:31771/TCP 5s
然后我们通过 node 节点的 IP 加上service 暴露出来的 nodePort 来访问我们的 nginx 服务:
也可以直接在集群中通过 service 的 IP 加上映射出来的 port 来访问我们的服务:
从结果上看两种访问都是可用的,说明我们的 nginx 服务部署成功,不妨点个关注助助兴~
公众号搜索:小菜良记
更多干货值得阅读哦!
那么为什么我们可以访问到 nginx?我们不妨结合上面说到的 k8s 组件来梳理一下各个组件的调用关系:
-
kubernetes 启动后,无论是 master 节点 亦或者 node 节点,都会将自身的信息存储到 etcd 数据库中
-
创建 nginx 服务,首先会将安装请求发送到 master 节点上的 apiServer 组件中
-
apiServer 组件会调用 scheduler 组件来决定应该将该服务安装到哪个 node 节点上。这个时候就需要用到 etcd 数据库了,scheduler会从 etcd 中读取各个 node 节点的信息,然后按照一定的算法进行选择,并将结果告知给 apiServer
-
apiServer 调用 controllerManager 去调度 node 节点,并安装 nginx 服务
-
node 节点上的 kubelet 组件接收到指令后,会通知docker,然后由 docker 来启动一个 nginx 的pod
pod 是 kubernetes 中的最小操作单元,容器都是跑在 pod 中
-
以上步骤完成后,nginx 服务便运行起来了,如果需要访问 nginx,就需要通过 kube-proxy 来对 pod 产生访问的代理,这样外部用户就能访问到这个 nginx 服务
以上便是运行一个服务的全过程,不知道看完之后有没有一种 肃然起敬
的感觉,设计是在太巧妙了,因此到这里,难道就不准备看 k8s 使用下文!如果准备看的话,小手将关注点起来哦!
END
以上便是 k8s 集群的搭建过程,有了 k8s 的环境,你还怕学不会 k8s 的使用吗!在自己的虚拟机上尽情折腾,弄坏了也就一个恢复快照的事~ 我是小菜,路漫漫,与你一同求索!
今天的你多努力一点,明天的你就能少说一句求人的话!
我是小菜,一个和你一起学习的男人。
这篇关于《k8s 集群搭建》不要让贫穷扼杀了你学 k8s 的兴趣!的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对大家有所帮助,也希望大家多多支持为之网!
- 2024-10-30K8s 容器的定向调度与亲和性
- 2024-10-28云原生周刊:K8s未来三大发展方向 丨2024.10.28
- 2024-10-25亚马逊弹性Kubernetes服务(EKS)实战:轻松搭建Kubernetes平台
- 2024-10-22KubeSphere 最佳实战:Kubernetes 部署集群模式 Nacos 实战指南
- 2024-10-10K8sGPT+Ollama:一个免费的Kubernetes自动诊断工具
- 2024-10-10Kubernetes:容器技术和所谓的“丢失”的SIGTERM信号(终止信号)
- 2024-10-08在 Azure Kubernetes 上运行 Ollama
- 2024-09-2610 个你不知道自己需要的 Kubernetes 工具
- 2024-09-25MicroK8s 概览 — 使用一条命令部署自己的 Kubernetes 集群
- 2024-08-19云原生周刊:Kubernetes v1.31 发布