1.K8s初体验

1. K8S核心组件和架构图

K8S Docs Concepts：https://kubernetes.io/docs/concepts/

1. 先以container为起点，k8s既然是容器编排工具，那么一定会有container

   

2. 那k8s如何操作这些container呢？从感性的角度来讲，得要有点逼格，k8s不想直接操作 container，因为操作container的事情是docker来做的，k8s中要有自己的最小操作单位，称之为Pod 说白了，Pod就是一个或多个Container的组合

   

   看看官网怎么描述的 ：https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/pods/pod/

   A Pod (as in a pod of whales or pea pod) is a group of one or more containers (such as Docker containers), with shared storage/network, and a specification for how to run the containers.

3. 那Pod的维护谁来做呢？那就是ReplicaSet，通过selector来进行管理

   

   看看官网怎么描述的 ：https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/controllers/replicaset/

   A ReplicaSet is defined with fields, including a selector that specifies how to identify Pods it can acquire, a number of replicas indicating how many Pods it should be maintaining, and a pod template specifying the data of new Pods it should create to meet the number of replicas criteria.

4. Pod和ReplicaSet的状态如何维护和监测呢？Deployment

   

   官网是如何描述的 ：https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/controllers/deployment/

   A Deployment controller provides declarative updates for Pods and ReplicaSets.

   You describe a desired state in a Deployment, and the Deployment controller changes the actual state to the desired state at a controlled rate. You can define Deployments to create new ReplicaSets, or to remove existing Deployments and adopt all their resources with new Deployments.

5. 不妨把相同或者有关联的Pod分门别类一下，那怎么分门别类呢？Label

   

   官网是如何描述的 ：https://kubernetes.io/docs/concepts/overview/working-with-objects/labels/

   Labels are key/value pairs that are attached to objects, such as pods.

6. 具有相同label的service要是能够有个名称就好了，Service

   

   看官网上怎么说 ：https://kubernetes.io/docs/concepts/services-networking/service/

   An abstract way to expose an application running on a set of Pods as a network service.

   With Kubernetes you don’t need to modify your application to use an unfamiliar service discovery mechanism. Kubernetes gives Pods their own IP addresses and a single DNS name for a set of Pods, and can load-balance across them.

7. 上述说了这么多，Pod运行在哪里呢？当然是机器咯，比如一台centos机器，我们把这个机器称作为Node

   

   看看官网怎么说 ：https://kubernetes.io/docs/concepts/architecture/nodes/

   A node is a worker machine in Kubernetes, previously known as a minion. A node may be a VM or physical machine, depending on the cluster. Each node contains the services necessary to run pods and is managed by the master components.

8. 难道只有一个Node吗？显然不太合适，多台Node共同组成集群才行嘛
   画个图表示一下咯，最好能把之前的Label，Service也一起画上去，整体感受一下

   

9. 此时，我们把目光转移到由3个Node节点组成的Master-Node集群

   

10. 这个集群要配合完成一些工作，总要有一些组件的支持吧？接下来我们来想想有哪些组件，然后画一个相对完整的架构图

    1. 总得要有一个操作集群的客户端，也就是和集群打交道
       kubectl

    2. 请求肯定是到达Master Node，然后再分配给Worker Node创建Pod之类的关键是命令通过kubectl过来之后，是不是要认证授权一下？

       需要认证/授权

    3. 请求过来之后，Master Node中谁来接收？
       APIServer 接收kubectl 传过来的请求

    4. API收到请求之后，接下来调用哪个Worker Node创建Pod，Container之类的，得要有调度策略 Scheduler
       [https://kubernetes.io/docs/concepts/scheduling/kube-scheduler/]

    5. Scheduler通过不同的策略，真正要分发请求到不同的Worker Node上创建内容，具体谁负责？
       Controller Manager

    6. Worker Node接收到创建请求之后，具体谁来负责 Kubelet 服务，最终Kubelet会调用Docker Engine，创建对应的容器[这边是不是也反应出一点，在Node上需要有Docker Engine，不然怎么创建维护容器？]

       kube-proxy

    7. 会不会涉及到域名解析的问题？
       DNS

    8. 是否需要有监控面板能够监测整个集群的状态？
       Dashboard

    9. 集群中这些数据如何保存？分布式存储
       ETCD

    10. 至于像容器的持久化存储，网络等可以联系一下Docker中的内容

    

11. 不妨把这个图翻转一下方便查看

    

12. 官网K8S架构图

    https://kubernetes.io/docs/concepts/architecture/cloud-controller/

    

小结 ：有些小伙伴可能会想，有些组件知道它的作用了，有些有些模糊。没关系，目前我们只是停留在理论层面的推断和分析，毕竟一点实际操作都没有，现在能够有个感性的认知就已经很不错了

2. 安装Kubernetes的常用方法

2.1 The hard way

Kelsey Hightower ：https://github.com/kelseyhightower

2.2 在线play-with-k8s

网址 ：https://labs.play-with-k8s.com/

This is a sandbox environment. Using personal credentials  is HIGHLY! discouraged. Any consequences of doing so, are completely the user's responsibilites.

You can bootstrap a cluster as follows:

1. Initializes cluster master node:
kubeadm init --apiserver-advertise-address $(hostname -i)

2. Initialize cluster networking:
kubectl apply -n kube-system -f \
"https://cloud.weave.works/k8s/net?k8s-version=$(kubectl version | base64 |tr -d '\n')"

3. (Optional) Create an nginx deployment:
kubectl apply -f 
https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/website/master/content/en/examples/
application/nginx-app.yaml

2.3 Cloud上搭建

GitHub ：https://github.com/kubernetes/kops

2.4 企业级解决方案CoreOS

coreos ：https://coreos.com/tectonic/

2.5 Minikube[Y]

K8S单节点，适合在本地学习使用
官网 ：https://kubernetes.io/docs/setup/learning-environment/minikube/
GitHub ：https://github.com/kubernetes/minikube

2.6 kubeadm[Y]

本地多节点
GitHub ：https://github.com/kubernetes/kubeadm

3. 使用Minikube搭建单节点K8s

3.1 Windows

kubectl官网 ：https://kubernetes.io/docs/tasks/tools/install-kubectl/#install-kubectl-on-windows

minikube官网 ：https://kubernetes.io/docs/tasks/tools/install-minikube/

安装步骤：

• 选择任意一种虚拟化的方式

  • Hyper-V
  • VirtualBox[演示所用]

• 安装kubectl

  1. 根据官网步骤 [或] 直接下载:
     https://storage.googleapis.com/kubernetes-release/release/v1.16.2/bin/windows/amd64/kubectl.exe
  2. 配置kubectl.exe所在路径的环境变量，使得cmd窗口可以直接使用kubectl命令
  3. kubectl version检查是否配置成功

• 安装minikube

  1. 根据官网步骤 [或] 直接下载:
     https://github.com/kubernetes/minikube/releases/download/v1.5.2/minikube-windows-amd64.exe
  2. 修改minikube-windows-amd64.exe名称为minikube.exe
  3. 配置minikube所在路径的环境变量，使得cmd窗口可以直接使用minikube命令
  4. minikube version检查是否配置成功

• 使用minikube创建单节点的k8s

  minikube start --vm-driver=virtualbox --image-repository=gcr.azk8s.cn/google-containers

• 小结

  其实就是通过minikube创建一个虚拟机
  这个虚拟机中安装好了单节点的K8S环境然后通过kubectl进行交互

  # 创建K8S
  minikube start
  
  # 删除K8S
  minikube delete
  
  # 进入到K8S的机器中
  minikube ssh
  
  # 查看状态
  minikube status
  
  # 进入dashboard
  minikube dashboard

3.2 CentOS

kubectl官网 ：https://kubernetes.io/docs/tasks/tools/install-kubectl/#install-kubectl-on-linux

minikube官网 ：https://kubernetes.io/docs/tasks/tools/install-minikube/

安装步骤：

• 安装docker

  请看前面的文章

• 安装kubectl

  1. 下载[这边我给大家下载好了，在网盘kubectl&minikube中，大家上传到自己的centos7机器中。

  2. 授权

     chmod +x ./kubectl

  3. 添加到环境变量

     sudo mv ./kubectl /usr/local/bin/kubectl

  4. 检查

     kubectl version

• 安装minikube

  1. 下载[这边我给大家下载好了，在网盘kubectl

     wget https://github.com/kubernetes/minikube/releases/download/v1.5.2/minikube-
     linux-amd64

  2. 配置环境变量

     sudo mv minikube-linux-amd64 minikube && chmod +x minikube && mv minikube 
     /usr/local/bin/

  3. 检查

     minikube version

• 使用minikube创建单节点的k8s

  minikube start --vm-driver=none --image-repository=gcr.azk8s.cn/google-containers

3.3 Mac OS

也是下载安装kubectl和minikube，选择virtualbox，然后minikube start，就可以通过kubectl操作咯

3.4 先感受一下Kubernetes

既然已经通过Minikube搭建了单节点的Kubernetes，不妨先感受一些组件的存在以及操作咯

3.4.1 查看连接信息

kubectl config view
kubectl config get-contexts
kubectl cluster-info

3.4.2 体验Pod

1. 创建pod_nginx.yaml

   resources/basic/pod_nginx.yaml

   apiVersion: v1
   kind: Pod
   metadata:
     name: nginx
     labels:
       app: nginx
   spec:
     containers:
     - name: nginx
       image: nginx
       ports:
       - containerPort: 80

2. 根据pod_nginx.yaml文件创建pod

   kubectl apply -f pod_nginx.yaml

3. 查看pod

   kubectl get pods
   kubectl get pods -o wide
   kubectl describe pod nginx

4. 进入nginx容器

   # kubectl进入
   kubectl exec -it nginx bash
   
   # 通过docker进入
   minikube ssh
   docker ps
   docker exec -it containerid bash

5. 访问nginx，端口转发

   # 若在minikube中，直接访问
   
   # 若在物理主机上，要做端口转发
   kubectl port-forward nginx 8080:80

6. 删除pod

   kubectl delete -f pod_nginx.yaml

小结 ：通过Minikube，我们使用kubectl操作单节点的K8S，而且也能感受到pod的创建和删除，包括pod中对应的容器，一切才刚刚开始，具体细节咱们先不聊，后面慢慢说。