Kubernetes入门（一）

Kubernetes也叫做k8s。它是一个开源系统，主要用于自动部署、扩容缩容和管理容器化应用。它将诸多应用的容器分为若干个逻辑单元以便于管理和发现。kubernetes拥有着Google高负载生产环境的15年经验，并结合了社区的优秀思想和实践。

Kubernetes官网：https://kubernetes.io/

在Kubernetes中，service是核心，我们并不需要太多关心kubernetes里面是怎么工作的，我们只需要关心它给我们提供什么service。就像docker容器可以提供一个mysqld的服务、web服务等。

它需要拥有一个唯一的名字、以及ip:port来对外提供服务。提供service的是容器，为了保证service的高可用，提供service的容器不能只有一个，需要一组，这一组容器我们把它叫做pod。pod是kubernetes最基本的操作单元。

为了实现service和pod之间的管理，又有了标签（label）的概念，我们把功能相同的pod设定为同一个标签。比如，可以把所有提供mysql服务的pod打上标签name=mysql，这样mysql service要作用于所有包含name=mysql标签的pod上。

pod运行在Node上，Node可以是一台物理机，也可以是虚拟机。通常一个Node上会运行几百个pod，每个pod里运行着一个特殊的容器，叫做Pause，其它容器叫做业务容器，业务容器共享Pause容器的网络栈和Volume挂载卷，因此同一个pod内的业务容器之间的通信和数据交换更为高效。

在集群管理方面，kubernetes将集群中的机器划分为一个Master节点和一群工作节点Node，其中Master上运行着kube-apiserver、kube-controller-manager、kube-scheduler，他们实现了资源管理、pod调度、弹性伸缩、安全控制、系统监控、纠错等功能。Node是工作节点，运行应用程序，提供服务。Node上的最小单元是pod，Node上运行着kubernetesd的kubelet、kube-proxy服务进程，它们负责pod的创建、启动、监控、重启、销毁，已经实现负载均衡。

扩容和升级需要一个关键的东西，Replication controller（RC），RC需要包含3个关键信息：

1）目标pod的定义

2）目标pod需要运行的副本数量（replicas）

3）要监控的目标pod的标签（Label）
工作过程：RC里需要定义好3个指标，kubernetes会根据RC定义的Label筛选出对应的pod，并实时监控其状态和数量，当实例数量少于定义的副本数（replicas）时，则会根据RC定义的pod模板来创建新的pod，然后将此pod调度到合适的Node上启动并运行。整个过程完全自动化，无需人工干涉。

示例：

下面从一个例子开始：webapp + mysql 。准备一台centos7机器。

• 关闭firewalld和selinux：
• # systemctl stop firewalld && systemctl disable firewalld
• # setenforce 0
  
  安装etcd和kubernetes：
  # yum install -y etcd kubernetes
  修改配置文件：
  # vim /etc/sysconfig/docker
  将   --selinux-enabled   改为   --selinux-enabled=false --insecure-registry gcr.io
  # vim /etc/kubernetes/apiserver
  将  KUBE_ADMISSION_CONTROL  参数中的  ServiceAccount  删除
  
  
  
  
• 准备工作：

# yum install -y python-rhsm-certificates

如果提示：Package python-rhsm-certificates-1.19.10-1.el7_4.x86_64 is obsoleted by subscription-manager-rhsm-certificates-1.21.10-3.el7.centos.x86_64 which is already installed ，
则执行下面步骤，否则不执行

# wget http://mirror.centos.org/centos/7/os/x86_64/Packages/python-rhsm-certificates-1.19.10-1.el7_4.x86_64.rpm

# rpm2cpio python-rhsm-certificates-1.19.10-1.el7_4.x86_64.rpm | cpio -iv --to-stdout ./etc/rhsm/ca/redhat-uep.pem > /etc/rhsm/ca/redhat-uep.pem

配置docker加速器：

# vim /etc/docker/daemon.json
{
  "registry-mirrors": ["https://dhq9bx4f.mirror.aliyuncs.com"]
}

按顺序启动所有服务：

# for s in etcd docker kube-apiserver kube-controller-manager kube-scheduler kubelet kube-proxy; do systemctl start $s; done

创建一个rc文件：

# vim mysql-rc.yaml
apiVersion: v1
kind: ReplicationController                                 #副本控制器RC
metadata:
  name: mysql                                               #RC的名称，全剧唯一
spec:
  replicas: 1                                               #Pod副本的期待数量
  selector:
    app: mysql                                              #符合目标的Pod拥有此标签
  template:                                                 #根据此模板创建Pod的副本（实例）
    metadata:
      labels:
        app: mysql                                          #Pod副本拥有的标签，对应RC的Selector
    spec:
      containers:                                           #Pod内容器的定义部分
      - name: mysql                                         #容器的名称
        image: mysql:5.6                                    #容器对应的Docker image
        ports:
        - containerPort: 3306                               #容器应用监听的端口号
        env:                                                #注入容器内的环境变量
        - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD                     
          value: "123456"

# docker pull registry.access.redhat.com/rhel7/pod-infrastructure:latest

# docker pull mysql:5.6

# kubectl create -f mysql-rc.yaml               #创建pod。上面两步可省略，若提前拉取镜像则该步执行更快
replicationcontroller "mysql" created

# kubectl get pod
NAME          READY     STATUS              RESTARTS   AGE
mysql-f16r2   0/1       ContainerCreating   0          1m                   #容器正在创建中

# kubectl get pod
NAME          READY     STATUS    RESTARTS   AGE
mysql-f16r2   1/1       Running   0          3m                 #已经启动

# vim mysql-svc.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: mysql
spec:
  ports:
    - port: 3306
  selector:
    app: mysql

# kubectl create -f mysql-svc.yaml              #创建service
service "mysql" created

# kubectl get svc
NAME         CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
kubernetes   10.254.0.1       <none>        443/TCP    58m
mysql        10.254.218.177   <none>        3306/TCP   33s

# yum install -y mysql

# mysql -uroot -p123456 -h10.254.218.177              #此时就可以直接访问这个mysql服务
MySQL [(none)]> show databases;
+--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| information_schema |
| mysql              |
| performance_schema |
+--------------------+
3 rows in set (0.01 sec)

创建web的rc文件：

kind: ReplicationController
metadata:
  name: myweb
spec:
  replicas: 1
  selector:
    app: myweb
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myweb
    spec:
      containers:
        - name: myweb
          image: kubeguide/tomcat-app:v1
          ports:
          - containerPort: 8080
          env:
          - name: MYSQL_SERVICE_HOST
            value: '10.254.218.177'                 #如果已经搭建kube-dns服务，此处可直接填mysql即可
          - name: MYSQL_SERVICE_PORT
            value: '3306'

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

# kubectl get pod
NAME          READY     STATUS              RESTARTS   AGE
mysql-f16r2   1/1       Running             0          20m
myweb-f8xw9   0/1       ContainerCreating   0          8s                   #正在创建中

# kubectl get pod
NAME          READY     STATUS    RESTARTS   AGE
mysql-f16r2   1/1       Running   0          23m
myweb-f8xw9   1/1       Running   0          3m

创建web的svc文件：

# vim myweb-svc.yaml
kind: Service
metadata:
  name: myweb
spec:
  type: NodePort
  ports:
    - port: 8080
      nodePort: 30001              #通过Node ip访问，映射到Node上的这个端口
  selector:
    app: myweb

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

# kubectl get svc
NAME         CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE
kubernetes   10.254.0.1       <none>        443/TCP          1h
mysql        10.254.218.177   <none>        3306/TCP         26m
myweb        10.254.171.116   <nodes>       8080:30001/TCP   1m

# curl 10.254.171.116:8080/demo/
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/loose.dtd">
<html>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8">
<title>HPE University Docker&Kubernetes Learning</title>
</head>
<body  align="center">

    
      <h2>Congratulations!!</h2>
     <br></br>
     <input type="button" value="Add..." onclick="location.href='input.html'" >
         <br></br>
      <TABLE align="center"  border="1" width="600px">
   <TR>
      <TD>Name</TD>
      <TD>Level(Score)</TD>
   </TR>

      
 <TR>
      <TD>google</TD>
      <TD>100</TD>
   </TR>

 <TR>
      <TD>docker</TD>
      <TD>100</TD>
   </TR>

 <TR>
      <TD>teacher</TD>
      <TD>100</TD>
   </TR>

 <TR>
      <TD>HPE</TD>
      <TD>100</TD>
   </TR>

 <TR>
      <TD>our team</TD>
      <TD>100</TD>
   </TR>

 <TR>
      <TD>me</TD>
      <TD>100</TD>
   </TR>

  </TABLE>
      
</body>
</html>

# curl 192.168.30.128:30001/demo/               #可以看到，通过本机ip的30001端口也可以访问到相同的数据
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/loose.dtd">
<html>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8">
<title>HPE University Docker&Kubernetes Learning</title>
</head>
<body  align="center">

    
      <h2>Congratulations!!</h2>
     <br></br>
     <input type="button" value="Add..." onclick="location.href='input.html'" >
         <br></br>
      <TABLE align="center"  border="1" width="600px">
   <TR>
      <TD>Name</TD>
      <TD>Level(Score)</TD>
   </TR>

      
 <TR>
      <TD>google</TD>
      <TD>100</TD>
   </TR>

 <TR>
      <TD>docker</TD>
      <TD>100</TD>
   </TR>

 <TR>
      <TD>teacher</TD>
      <TD>100</TD>
   </TR>

 <TR>
      <TD>HPE</TD>
      <TD>100</TD>
   </TR>

 <TR>
      <TD>our team</TD>
      <TD>100</TD>
   </TR>

 <TR>
      <TD>me</TD>
      <TD>100</TD>
   </TR>

  </TABLE>
      
</body>
</html>

通过浏览器访问：

# iptables -P FORWARD ACCEPT

新增一条记录

 

再到mysql数据库查看

# mysql -uroot -p123456 -h10.254.218.177
MySQL [(none)]> show databases;
+--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| information_schema |
| HPE_APP            |
| mysql              |
| performance_schema |
+--------------------+
4 rows in set (0.01 sec)

MySQL [(none)]> use HPE_APP;
Reading table information for completion of table and column names
You can turn off this feature to get a quicker startup with -A

Database changed
MySQL [HPE_APP]> show tables;
+-------------------+
| Tables_in_HPE_APP |
+-------------------+
| T_USERS           |
+-------------------+
1 row in set (0.00 sec)

MySQL [HPE_APP]> select * from T_USERS;
+----+-----------+-------+
| ID | USER_NAME | LEVEL |
+----+-----------+-------+
|  1 | me        | 100   |
|  2 | our team  | 100   |
|  3 | HPE       | 100   |
|  4 | teacher   | 100   |
|  5 | docker    | 100   |
|  6 | google    | 100   |
|  7 | lzx       | 100   |
+----+-----------+-------+
7 rows in set (0.00 sec)

 可以看到，有刚刚新增的lzx记录。