一、 Kubernetes 和相关组件介绍

1.Kubernetes 概述

Kubernetes 是 Google 开源的容器集群管理系统，基于 Docker 构建一个容器的调度服务，提供资源调度、均衡容灾、服务注册、动态扩缩容等功能套件。基于容器的云平台。官网：https://kubernetes.io/

2.Kubernetes 架构设计图

3.Kubernetes 常见组件介绍

• master：Kubernetes 管理节点。
• apiserver：提供接口服务，用户通过 apiserver 来管理整个容器集群平台。API Server 负责和 etcd 交互（其他组件不会直接操作 etcd，只有 API Server 这么做），整个 Kubernetes 集群的所有交互都是以 API Server 为核心的。如：

1. 所有对集群进行的查询和管理都要通过 API 来进行。
2. 所有模块之间并不会互相调用，而是通过和 API Server 打交道来完成自己那部分的工作 、API Server 提供的验证和授权保证了整个集群的安全。

• scheduler：Kubernetes 调度服务。
• Replication Controllers：复制，保证 pod 的高可用。
• minion：真正运行容器 container 的物理机。Kubernetes 中需要很多 minion 机器，来提供运算。
• container：容器，可以运行服务和程序。
• Pod：在 Kubernetes 系统中，调度的最小颗粒不是单纯的容器，而是抽象成一个 Pod，Pod 是一个可以被创建、销毁、调度、管理的最小的部署单元。Pod 中可以包括一个或一组容器。
• Kube_proxy：代理。做端口转发，相当于 LVS-NAT 模式中的负载调度器。Proxy 解决了同一宿主机，相同服务端口冲突的问题，还提供了的对外服务的能力，Proxy 后端使用了随机、轮询负载均衡算法。
• etcd：etcd 存储 Kubernetes 的配置信息，可以理解为是 k8s 的数据库，存储着 k8s 容器云平台中所有节点、Pods、网络等信息。
• Services： Services 是 Kubernetes 最外围的单元，通过虚拟一个访问 IP 及服务端口，可以访问我们定义好的 Pod 资源，目前的版本是通过 iptables 的 nat 转发来实现，转发的目标端口为 Kube_proxy 生成的随机端口。
• Labels ：标签。Labels 是用于区分 Pod、Service、Replication Controller 的 key/value 键值对，仅使用在 Pod、Service、 Replication Controller 之间的关系识别，但对这些单元本身迚行操作时得使用 name 标签。
• Deployment：Kubernetes Deployment 用于更新 Pod 和 Replica Set（下一代的 Replication Controller）的方法，你可以在 Deployment 对象中只描述你所期望的理想状态（预期的运行状态），Deployment 控制器会将现在的实际状态转换成期望的状态。Deployment 可以帮我们实现无人值守的上线，大大降低我们的上线过程的复杂沟通、操作风险。

4.各组件之间的关系

1. Kubernetes 的架构由一个 master 和多个 minion 组成，master 通过 api 提供服务，接受 kubectl 的请求来调度管理整个集群。 kubectl： 是 k8s 平台的一个管理命令。
2. Replication controller 定义了多个 pod 戒者容器需要运行，如果当前集群中运行的 pod 或容器达不到配置的数量，Replication controller 会调度容器在多个 minion 上运行，保证集群中的 pod 数量。
3. service 则定义真实对外提供的服务，一个 service 会对应后端运行的多个 container。
4. Kubernetes 是个管理平台，minion 上的 kube-proxy 拥有提供真实服务公网 IP。客户端访问 kubernetes 中提供的服务，是直接访问到 kube-proxy 上的。
5. 在 Kubernetes 中 pod 是一个基本单元，一个 pod 可以是提供相同功能的多个 container，这些容器会被部署在同一个 minion 上。minion 是运行 Kubelet 中容器的物理机。minion 接受 master 的指令创建 pod 或者容器。

二、 部署 Kubernetes 容器集群管理系统

准备工作：

主机名	操作系统	IP地址	CPU	内存
master	CentOS7	192.168.1.1	4核	2G
etcd		192.168.1.2
node1		192.168.1.3
node2		192.168.1.4

K8s软件包从这个链接下载：https://pan.baidu.com/s/13gfOXbtpwYovcEikrSzYQg
提取码：pi5n

1.配置 Kubernetes 的 yum 源

挂光盘，并配置本地yum源
把 k8s-package.tar.gz 上传到 master 机器中：

[root@master ~]# ls
anaconda-ks.cfg  k8s-package.tar.gz
[root@master ~]# tar zxf k8s-package.tar.gz 
[root@master ~]# ls
anaconda-ks.cfg  k8s-package  k8s-package.tar.gz
[root@master ~]# cat <<END > /etc/yum.repos.d/k8s.repo
[k8s]
name=k8s
baseurl=file:///root/k8s-package
enabled=1
gpgcheck=0
END

复制 k8s yum 源相关文件到其他三台机器上：
你们按下面依次远程复制即可，只有地址是不一样的

[root@master ~]# scp -r /root/k8s-package 192.168.1.2:/root/
[root@master ~]# scp /etc/yum.repos.d/k8s.repo  192.168.1.2:/etc/yum.repos.d/			

2.配置 hosts 文件

[root@master ~]# cat <<END >> /etc/hosts
192.168.1.1 master
192.168.1.2 etcd
192.168.1.3 node1
192.168.1.4 node2
END
将hosts文件远程复制到其他三台机器中：
[root@master ~]# scp /etc/hosts 192.168.1.2:/etc/

3.在各个节点上面安装 k8s 组件

master：

[root@master ~]# yum -y install kubernetes flannel ntp

etcd：

[root@etcd ~]# yum -y install etcd flannel ntp

node1，node2：

[root@node1 ~]# yum -y install kubernetes flannel ntp

4.部署 etcd 服务器

1）配置 etcd 主配置文件

[root@etcd ~]# vim /etc/etcd/etcd.conf
9 ETCD_LISTEN_CLIENT_URLS="http://localhost:2379,http://192.168.1.2:2379"
20 ETCD_ADVERTISE_CLIENT_URLS="http://192.168.1.2:2379"

[root@etcd ~]# systemctl start etcd				#启动etcd服务
[root@etcd ~]# systemctl enable etcd			#设置etcd开启自启
[root@etcd ~]# netstat -anpt | grep 2379		#查看etcd端口号
[root@etcd ~]# etcdctl member list				#检查etcd集群成员列表，这里只有一台

2）设置 etcd 网络

[root@etcd ~]# etcdctl mkdir /k8s/network			#创建一个目录 /k8s/network 用于存储 flannel 网络信息
[root@etcd ~]# etcdctl set /k8s/network/config '{"Network":"10.255.0.0/16"}'	#给 /k8s/network/config 赋一个字符串的值
[root@etcd ~]# etcdctl get /k8s/network/config		#查看

3）flannel 启动过程解析

1. 从 etcd 中获取出 /k8s/network/config 的值
2. 划分 subnet 子网，并在 etcd 中进行注册
3. 将子网信息记录到 /run/flannel/subnet.env 中

4）配置 flanneld 服务

[root@etcd ~]# vim /etc/sysconfig/flanneld
4 FLANNEL_ETCD_ENDPOINTS="http://192.168.1.2:2379"
8 FLANNEL_ETCD_PREFIX="/k8s/network"
11 FLANNEL_OPTIONS="--iface=ens33"

[root@etcd ~]# systemctl start flanneld
[root@etcd ~]# ifconfig

5）查看子网信息

[root@etcd ~]# cat /run/flannel/subnet.env

• 之后将会有一个脚本将 subnet.dev 转写成一个 docker 的环境变量文件 /run/flannel/docker。
• docker0 的地址是由 /run/flannel/subnet.env 的 FLANNEL_SUBNET 参数决定的。

[root@etcd ~]# cat /run/flannel/docker

5.部署 master 服务器

1）配置 kubernetes 主配置文件

[root@master ~]# vim /etc/kubernetes/config
22 KUBE_MASTER="--master=http://192.168.1.1:8080"

2）配置 apiserver 配置文件

[root@master ~]# vim /etc/kubernetes/apiserver
8 KUBE_API_ADDRESS="--insecure-bind-address=0.0.0.0"
17 KUBE_ETCD_SERVERS="--etcd-servers=http://192.168.1.2:2379"
23 KUBE_ADMISSION_CONTROL="--admission-control=AlwaysAdmit"

3）配置 kube-scheduler 配置文件

[root@master ~]# vim /etc/kubernetes/scheduler
7 KUBE_SCHEDULER_ARGS="0.0.0.0"

5）配置 flanneld 服务

[root@master ~]# vim /etc/sysconfig/flanneld 
4 FLANNEL_ETCD_ENDPOINTS="http://192.168.1.2:2379"
8 FLANNEL_ETCD_PREFIX="/k8s/network"
11 FLANNEL_OPTIONS="--iface=ens33"

6）启用 master 上 4 个服务

[root@master ~]# systemctl start kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler flanneld				
[root@master ~]# systemctl enable kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler flanneld			
[root@master ~]# ifconfig

5.部署 node1，node2 节点服务器

node1，node2操作步骤一致：

1）配置 flanneld 服务

[root@node1 ~]# vim /etc/sysconfig/flanneld
4 FLANNEL_ETCD_ENDPOINTS="http://192.168.1.2:2379"
8 FLANNEL_ETCD_PREFIX="/k8s/network"
11 FLANNEL_OPTIONS="--iface=ens33"

2）配置 master 地址

[root@node1 ~]# vim /etc/kubernetes/config
22 KUBE_MASTER="--master=http://192.168.1.1:8080"

3）配置 kubelet

[root@node1 ~]# vim /etc/kubernetes/kubelet
5 KUBELET_ADDRESS="--address=0.0.0.0"
11 KUBELET_HOSTNAME="--hostname-override=node1"				     #node2主机改为node2
14 KUBELET_API_SERVER="--api-servers=http://192.168.1.1:8080"

4）启用服务

[root@node1 ~]# systemctl start flanneld kube-proxy kubelet docker 
[root@node1 ~]# systemctl enable flanneld kube-proxy kubelet docker
[root@node1 ~]# ifconfig

5）查看 proxy 端口号

[root@node1 ~]# netstat -antp | grep proxy

6.在 master 上查看整个集群的运行状态

[root@master ~]# kubectl get nodes