2 25
深入学习Kubernetes(一):单节点k8s安装

Kubernetes 是Google的一种基于容器的开源服务编排解决方案,在我们进行Kubernetes的学习前,为了对Kubernetes的工作有一个大概的认识, 我们需要先安装一个单节点的实例服务,用于平常的开发与测试。在官网 中,有各种各样的搭建方式,但这里我们想要有更贴近实际的例子,只有这样才能让docker和k8s体现出关系的紧密。

我们先看k8s的架构图,以便对它的部署有个直观的了解

arch-k8s

环境准备

本文的例子是基于Centos 7的Linux版本,大家也可以使用ubuntu或其他发行版,软件搭建的方式基本是差不多的,为了让例子更简单, 本文省去了网络Fannel的安装与配置,只做基本通用的开发环境搭建,希望对大家有帮助。

本例子用于测试的服务器ip为:192.168.139.149

yum源

为了让国内下载etcd和kubernetes更流畅,我们先切换阿里云的yum源

$ wget -O /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-7.repo

$ yum makecache

关闭防火墙服务

centos7 默认使用firewall为防火墙,而Kubernetes的Master与工作Node之间会有大量的网络通信,安全的做法是在防火墙上配置各种需要相互通讯的端口号,在一个安全的内部网络环境中可以关闭防火墙服务;

这里我们将其更改为iptables,具体步骤如下:

$ systemctl disable firewalld.service
$ systemctl stop firewalld.service

安装iptables,其操作为:

$ yum install -y iptables-services
$ systemctl start iptables.service
$ systemctl enable iptables.service

安装etcd和Kubernetes软件(docker会在安装kubernetes的过程中被安装)

$ yum install -y etcd kubernetes

配置修改

安装完服务组件后,我们需要修改相关的配置

Docker配置文件 /etc/sysconfig/docker,其中的OPTIONS的内容设置为:

$ vim /etc/sysconfig/docker

OPTIONS='--selinux-enabled=false --insecure-registry gcr.io'

Kubernetes修改apiserver的配置文件,在/etc/kubernetes/apiserver中

$ vim /etc/kubernetes/apiserver
 KUBE_ADMISSION_CONTROL="--admission_control=NamespaceLifecycle,NamespaceExists,
 LimitRanger,SecurityContextDeny,ServiceAccount,ResourceQuota"

去掉 ServiceAccount 选项。否则会在往后的pod创建中,会出现类似以下的错误:

 Error from server: error when creating "mysql-rc.yaml": Pod "mysql" is forbidden:
 no API token found for service account default/default, 
 retry after the token is automatically created and added to the service account

切换docker hub 镜像源

在国内为了稳定pull镜像,我们最好使用Daocloud的镜像服务 :)

curl -sSL https://get.daocloud.io/daotools/set_mirror.sh | sh -s http://dbe35452.m.daocloud.io

按顺序启动所有服务

systemctl start etcd
systemctl start docker
systemctl start kube-apiserver.service
systemctl start kube-controller-manager.service
systemctl start kube-scheduler.service
systemctl start kubelet.service
systemctl start kube-proxy.service

然后,我们检验下kubernetes的服务是否跑起来

ps -ef | grep kube

到目前为止,一个单机版的Kubernetes的环境就安装启动完成了。接下来,我就基于这个单机版,撸起袖子,认真干!!!

启动MySQL容器服务

我们先拉取mysql的服务镜像 :

sudo docker pull mysql
或
docker pull hub.c.163.com/library/mysql:latest

启动MySQL服务

首先为MySQL服务创建一个RC定义文件:mysql-rc.yaml,下面给出了该文件的完整内容

apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
  name: mysql
spec:
  replicas: 1
  selector:
    app: mysql
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mysql
    spec:
      containers:
      - name: mysql
        image: hub.c.163.com/library/mysql
        ports: 
        - containerPort: 3306
        env:
        - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD
          value: "123456"

yaml定义文件说明:

  • kind:表明此资源对象的类型,例如上面表示的是一个RC
  • spec: 对RC的相关属性定义,比如说spec.selector是RC的Pod标签(Label)选择器,既监控和管理拥有这些表情的Pod实例,确保当前集群上始终有且 仅有replicas个Pod实例在运行。
  • spec.template定义pod的模板,这些模板会在当集群中的pod数量小于replicas时,被作为依据去创建新的Pod

创建好 mysql-rc.yaml后, 为了将它发布到Kubernetes中,我们在Master节点执行命令

$ kubectl create -f mysql-rc.yaml
replicationcontroller "mysql” created

接下来,我们用kuberctl命令查看刚刚创建的RC:

$ kubectl get rc

NAME      DESIRED   CURRENT   READY     AGE
mysql     1         1         0         14s

查看Pod的创建情况,可以运行下面的命令:

$ kubectl get pods

NAME          READY     STATUS              RESTARTS   AGE
mysql-b0gk0   0/1       ContainerCreating   0          3s

可见pod的状态处于ContainerCreating,我们需要耐心等待一下,直到状态为Running

NAME          READY     STATUS    RESTARTS   AGE
mysql-b0gk0   1/1       Running   0          6m

最后,我们创建一个与之关联的Kubernetes Service - MySQL的定义文件:mysql-svc.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
metadata: 
  name: mysql
spec:
  ports:
    - port: 3306
  selector:
    app: mysql

其中 metadata.name是Service的服务名,port定义服务的端口,spec.selector确定了哪些Pod的副本对应本地的服务。

运行kuberctl命令,创建service:

$ kubectl create -f mysql-svc.yaml

service "mysql" created

然后我们查看service的状态

$ kubectl get svc

NAME         CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
kubernetes   10.254.0.1      <none>        443/TCP    18m
mysql        10.254.185.20   <none>        3306/TCP   14s

注意到MySQL服务被分配了一个值为 10.254.185.20的CLUSTER-IP,这是一个虚地址,随后,Kubernetes集群中的其他新创建的Pod就可以通过Service 的CLUSTER-IP+端口6379来连接和访问它了。

启动Web容器服务

先拉取一个测试镜像到本地

docker pull kubeguide/tomcat-app:v1

上面我们定义和启动了MySQL的服务,接下来我们用同样的步骤,完成Tomcat应用的服务启动过程,首先我们创建对应的RC文件 myweb-rc.yaml,具体内容如下:

apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
  name: myweb
spec:
  replicas: 5
  selector:
    app: myweb
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myweb
    spec:
      containers:
      - name: myweb
        image: docker.io/kubeguide/tomcat-app:v1
        ports: 
        - containerPort: 8080
        env:
        - name: MYSQL_SERVICE_HOST
          value: "mysql"
        - name: MYSQL_SERVICE_PORT
          value: "3306"

与mysql一样,我们创建rc服务:

$ kubectl create -f myweb-rc.yaml
replicationcontroller "myweb" created

$ kubectl get rc
NAME      DESIRED   CURRENT   READY     AGE
mysql     1         1         0         14m
myweb     5         5         0         10s

接着,我们看下pods的状态:

$ kubectl get pods
NAME          READY     STATUS    RESTARTS   AGE
mysql-b0gk0   1/1       Running   0          15m
myweb-1oyb7   1/1       Running   0          43s
myweb-8ffs6   1/1       Running   0          43s
myweb-xge1t   1/1       Running   0          43s
myweb-xr214   1/1       Running   0          43s
myweb-zia37   1/1       Running   0          43s

wow..从命理结果我们发现,我们yaml中声明的5个副本都被创建并运行起来了,我们隐约感受到k8s的威力咯

我们创建对应的Service, 相关的myweb-svc文件如下:

apiVersion: v1
kind: Service
metadata: 
  name: myweb
spec:
  type: NodePort
  ports:
    - port: 8080
      nodePort: 30001
  selector:
    app: myweb

运行kubectl create 命令进行创建

$ kubectl create  -f myweb-svc.yaml
service "myweb" created

最后,我们使用kubectl查看前面创建的Service

[root@kdev tmp]# kubectl get services
NAME         CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
kubernetes   10.254.0.1      <none>        443/TCP    4h
mysql        10.254.185.20   <none>        3306/TCP   4m
myweb        10.254.18.53    <nodes>       8080/TCP   57s

验证与总结

通过上面的几个步骤,我们可以成功实现了一个简单的K8s单机版例子,我们可以在浏览器输入 http://192.168.139.149:30001/demo/ 来测试我们发布的web应用。

$ curl http://192.168.139.149:30001


<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
    <head>
        <meta charset="UTF-8" />
        <title>Apache Tomcat/8.0.35</title>
        <link href="favicon.ico" rel="icon" type="image/x-icon" />
        <link href="favicon.ico" rel="shortcut icon" type="image/x-icon" />
        <link href="tomcat.css" rel="stylesheet" type="text/css" />
    </head>

    <body>
        <div id="wrapper">
            <div id="navigation" class="curved container">
                <span id="nav-home"><a href="http://tomcat.apache.org/">Home</a></span>
                <span id="nav-hosts"><a href="/docs/">Documentation</a></span>
                <span id="nav-config"><a href="/docs/config/">Configuration</a></span>
                <span id="nav-examples"><a href="/examples/">Examples</a></span>
                <span id="nav-wiki"><a href="http://wiki.apache.org/tomcat/FrontPage">Wiki</a></span>
                <span id="nav-lists"><a href="http://tomcat.apache.org/lists.html">Mailing Lists</a></span>
                <span id="nav-help"><a href="http://tomcat.apache.org/findhelp.html">Find Help</a></span>
                <br class="separator" />
            </div>
            <div id="asf-box">
                <h1>Apache Tomcat/8.0.35</h1>
            </div>
...
...
...

但我们不只是要搭建环境那么简单,我们希望更深入一下,比如说运用这里例子拓展一下深度:

  • 研究 RC、Service等文件格式

  • 熟悉 kuberctl 的命令

  • 手工停止某个Service对应的容器进程,然后观察有什么现象发生

  • 修改RC文件,改变副本数量,重新发布,观察结果