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一、kubernetes k8s

news 来源：原创 2025/5/18 18:06:20

k8s概述:

k8s的全称:kubernetes k8s
k8s的版本:1.30
1.20------------用的最多的版本，1.18-1.21

1.24------------>k8s的镜像不再使用docker，containerd

k8s的作用：

用于自动部署，自动扩展和管理“容器化应用程序”的开源系统。k8s是google基于go语言开发的自动化运维管理容器。

为什么要用k8s：

1、docker是单机模式，不能实现跨主机部署，无法实现集群化

2、docker不能实现高可用和负载均衡。docker没有自愈机制（docker应用一旦报错，就会进入停止状态，不能自动恢复）。

3、随着容器数量的上升，管理成本也跟着一起攀升。

4、docker没有预设模板，无法实现快速，大规模的容器的调度。

5、docker没有生命周期的管理工具，没有图形化工具。

k8s是管理容器化部署的微服务管理工具。

k8s的组件和功能*：

架构：主----从的架构

主节点：所有的操作都在主节点

从节点：工作节点，主节点发出的指令，在工作节点完成和实施。

主节点也可以作为工作节点，也可以进行容器应用程序的部署。（一般不用）

核心组件*：

master组件：

kube-apiserver:是集群的核心的核心，所有的操作都是由apiserver调用集群内其他组件实现，apiserver也是整个集群的入口，访问apiserver来访问集群，apiserver一旦故障，整个集群都将无法使用。

所有对象和资源的增删改查和监听都是由apiserver来实现的，所有的信息的变更，都是由apiserver处理，处理完之后交给etcd进行保存。

etcd：是k8s集群自己的存储服务，类似于数据库，etcd是一个分布式键值存储系统，集群的所有信息都保存在etcd，k8s的配置信息也保存在这里。etcd只能是奇数台，只有apiserver可以访问etcd，读写权限。其他组件只能通过apiserver的接口才能够获取etcd的数据。 ---配置存储中心。

kube-controller-manager:运行管理控制器，在k8s集群中，一个资源对应一个控制器，controller-manager就是来管理这些控制器。

node组件：

kubelet: node节点的监视器，以及于master节点的通讯器。node节点上的信息，kubelet会定时向master汇报节点的情况(apiserver)并且接受来自master节点的指示，采取调整措施。

在k8s集群中，每个node节点都会有一个kubelet，用来管理从节点的服务状态，信息等等，定时发送给master。

kube-proxy:在每个node节点上实现pod的网络代理。是service实现的载体

负责网络的规划和四层负载，写入iptables的数据包转发的规则，ipvs实现流量的分发。

docker: 容器引擎，拉去镜像，运行容器，都是由docker自己完成的。

控制器的类型：

1、node controller: 节点控制器，节点出现故障时发现和响应

2、replication controller 副本控制器，k8s集群中，一个资源对象可以创建多个副本，也就是有多个pod。pod的数量定义好之后，副本控制器来进行管理（pod的数量可以动态的变化）

3、endpoints controller 端点控制器，service和pod之间的对应关系，负载监听service和pod之间的变化关系。访问指定的服务，必须要知道对应的endpoint。

4、service account & token controller：账户和令牌控制器，为新的命令空间内创建默认账户和api访问的令牌

5、resourcequota controller: 资源配额控制器，pod可以在配额的情况下使用系统资源

6、namespace controller: 命令空间控制器，管理namespace的生命周期
7、service controller: 服务控制器，k8s集群和外部的云平台之间的接口控制器。

kube-scheduler: 根据用户设置的调度算法，为新创建的pod选择一个合适的node节点。

k8s所有node节点的调度器，用户要部署应用时，scheduler会根据调度算法选择一个最合适的节点部署pod
预选策略
优先策略

数据流向图

核心的概念：

pod：pod里面包含有容器，一个pod可以有多个容器，但是k8s集群管理的最小单位就是pod。

pod中的容器共享网络，存储，资源配额。

pod控制器：pod启动的模板，也属于controller-manager的一部分，当我们定义好模板之后（YAML文件），定义好之后，所有的pod都会按照这一模板创建。

pod控制器的类型：

deployment: 无状态应用部署，最常用的方式

replicaset: 确保pod的数量。受控于deployment。

daemonset：确保所有节点都会运行一个pod。无法设置副本数。

statefulset：有状态部署，pod是按照序号排列，可以设定副本数。

job：一次性任务，根据用户的设置，任务执行完毕，pod就自动退出

cronjob：pod会按照定时任务执行，执行完毕退出。

label：标签，k8s特有的管理方式，分类管理资源对象。

pod service node replica label是一个键值对形式，key和value由用户来自行定义。

service-------------pod 1 2 3

k8s对外提供访问的方式：

service：只要创建好了pod，集群一定会为pod分配一个全局独立的ip地址。但是pod的生命周期有限，pod的ip地址会发生变化

10.244.0.0/16

service可以通过标签匹配pod的标签，就可以直接访问到对象pod的资源，无需再关联。

每个service都有一个固定的虚拟ip地址。cluster ip，只能局域网访问，自动的而且是动态的绑定后端的pod

service有多种类型，都是基于四层的转发，ip+端口

kube-proxy/来实现网络的转发，转发的形式：iptables，ipvs（主流转发模式，性能最好）

内网使用

ingress：

对外提供访问，可以使用7层代理，可以使用域名。

namespace：命名空间，k8s集群做一个人为的划分，逻辑上的一种隔离方式，每个项目都在自己的命名空间内部署，互相隔离，互不干扰。

集群搭建补充

pause镜像保持pod中的容器运行的一个组件，pause会为每一个容器创建一个独立的网络空间，pod中的所有容器共用这个网络空间。pod中的容器不管是什么代码框架写的，都可以共享网络。当pod退出时，pause也会退出。

coredns:k8s集群自带的解析服务组件，提供集群内的服务器域名和ip的映射关系。

k8s集群搭建

61 master01 kubeadm kubelet kubectl 网络模式 flannel calico

62 node01 kubeadm kubelet kubectl 网络模式 flannel calico

63 node02 kubeadm kubelet kubectl 网络模式 flannel calico

安装docker

安装 kubeadm kubelet kubectl

tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list <<EOF
deb https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt/ kubernetes-xenial main
EOF

curl -fsSL https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt/doc/apt-key.gpg | sudo apt-key add -

apt-get update

apt-get install -y kubelet=1.20.15-00 kubeadm=1.20.15-00 kubectl=1.20.15-00

主节点

从节点输入密钥加入集群

kubeadm join 192.168.32.61:6443 --token 1rve5o.yortjuql4hpkh2y9 \
--discovery-token-ca-cert-hash sha256:e9b405c82301d9196e7bef697ade57b7d4b378d7868d16af7d3d569e9b988022