Kubernetes是Google公司開(kāi)發(fā)的容器編排軟件，可以幫助用戶(hù)在軟件上開(kāi)發(fā)程序，可以設(shè)計(jì)程序組，可以設(shè)計(jì)邏輯單元，可以通過(guò)建立集群的方式擴(kuò)展程序，內(nèi)置的功能很多，適合開(kāi)發(fā)企業(yè)擴(kuò)展程序，由于這款軟件是開(kāi)源的，所以開(kāi)發(fā)人員可以隨意添加自己的程序組，可以將擴(kuò)展內(nèi)容部署到云端或者是服務(wù)器；這款軟件安裝部署還是比較復(fù)雜的，用戶(hù)可以到軟件查看開(kāi)發(fā)文檔，也可以md文件了解相關(guān)模塊介紹！

軟件功能

　　全球規(guī)模

　　基于允許 Google 每周運(yùn)行數(shù)十億個(gè)容器的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，Kubernetes 可以在不增加您的運(yùn)維團(tuán)隊(duì)的情況下進(jìn)行彈性擴(kuò)展。

　　永不過(guò)時(shí)

　　無(wú)論您應(yīng)用運(yùn)行在本地還是運(yùn)行于全球任何地域，Kubernetes 的靈活性都可以隨著您的需求復(fù)雜度不斷增加，還可以持續(xù)、輕松地對(duì)外提供服務(wù)。

　　隨處運(yùn)行

　　Kubernetes 是開(kāi)源的，可以讓您自由地部署在企業(yè)內(nèi)部，私有云、混合云或公有云基礎(chǔ)架構(gòu)，使您輕松將應(yīng)用遷移至任何位置。

軟件特色

　　要使用 Kubernetes，你需要用 Kubernetes API 對(duì)象 來(lái)描述集群的預(yù)期狀態(tài)（desired state） ：包括你需要運(yùn)行的應(yīng)用或者負(fù)載，它們使用的鏡像、副本數(shù)，以及所需網(wǎng)絡(luò)和磁盤(pán)資源等等。你可以使用命令行工具 kubectl 來(lái)調(diào)用 Kubernetes API 創(chuàng)建對(duì)象，通過(guò)所創(chuàng)建的這些對(duì)象來(lái)配置預(yù)期狀態(tài)。你也可以直接調(diào)用 Kubernetes API 和集群進(jìn)行交互，設(shè)置或者修改預(yù)期狀態(tài)。

　　一旦你設(shè)置了你所需的目標(biāo)狀態(tài)，Kubernetes 控制面（control plane） 會(huì)促成集群的當(dāng)前狀態(tài)符合其預(yù)期狀態(tài)。為此，Kubernetes 會(huì)自動(dòng)執(zhí)行各類(lèi)任務(wù)，比如運(yùn)行或者重啟容器、調(diào)整給定應(yīng)用的副本數(shù)等等。Kubernetes 控制面由一組運(yùn)行在集群上的進(jìn)程組成：

　　Kubernetes 主控組件（Master） 包含三個(gè)進(jìn)程，都運(yùn)行在集群中的某個(gè)節(jié)上，通常這個(gè)節(jié)點(diǎn)被稱(chēng)為 master 節(jié)點(diǎn)。這些進(jìn)程包括：kube-apiserver、kube-controller-manager和kube-scheduler。

　　集群中的每個(gè)非 master 節(jié)點(diǎn)都運(yùn)行兩個(gè)進(jìn)程：

　　kubelet，和 master 節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。

　　kube-proxy，一種網(wǎng)絡(luò)代理，將 Kubernetes 的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)代理到每個(gè)節(jié)點(diǎn)上。

　　Kubernetes 對(duì)象

安裝kubeadm

　　準(zhǔn)備開(kāi)始

　　一臺(tái)或多臺(tái)運(yùn)行著下列系統(tǒng)的機(jī)器:

　　Ubuntu 16.04+

　　Debian 9

　　CentOS 7

　　RHEL 7

　　Fedora 25/26 (盡力服務(wù))

　　HypriotOS v1.0.1+

　　Container Linux (針對(duì)1800.6.0 版本測(cè)試)

　　每臺(tái)機(jī)器 2 GB 或更多的 RAM (如果少于這個(gè)數(shù)字將會(huì)影響您應(yīng)用的運(yùn)行內(nèi)存)

　　2 CPU 核心或更多

　　集群中的所有機(jī)器的網(wǎng)絡(luò)彼此均能相互連接(公網(wǎng)和內(nèi)網(wǎng)都可以)

　　節(jié)點(diǎn)之中不可以有重復(fù)的主機(jī)名，MAC 地址，product_uuid。更多詳細(xì)信息請(qǐng)參見(jiàn)這里 。

　　開(kāi)啟主機(jī)上的一些特定端口. 更多詳細(xì)信息請(qǐng)參見(jiàn)這里。

　　禁用 Swap 交換分區(qū)。為了保證 kubelet 正確運(yùn)行，您 必須 禁用交換分區(qū)。

　　確保每個(gè)節(jié)點(diǎn)上 MAC 地址和 product_uuid 的唯一性。

　　您可以使用下列命令獲取網(wǎng)絡(luò)接口的 MAC 地址：ip link 或是 ifconfig -a下列命令可以用來(lái)獲取 product_uuid sudo cat /sys/class/dmi/id/product_uuid一般來(lái)講，硬件設(shè)備會(huì)擁有獨(dú)一無(wú)二的地址，但是有些虛擬機(jī)可能會(huì)雷同。Kubernetes 使用這些值來(lái)唯一確定集群中的節(jié)點(diǎn)。如果這些值在集群中不唯一，可能會(huì)導(dǎo)致安裝失敗。

　　檢查網(wǎng)絡(luò)適配器

　　如果您有一個(gè)以上的網(wǎng)絡(luò)適配器，同時(shí)您的 Kubernetes 組件通過(guò)默認(rèn)路由不可達(dá)，我們建議您預(yù)先添加 IP 路由規(guī)則，這樣 Kubernetes 集群就可以通過(guò)對(duì)應(yīng)的適配器完成連接。

　　檢查所需端口

　　Master 節(jié)點(diǎn)

　　NodePort 服務(wù) 的默認(rèn)端口范圍。

　　任何使用 * 標(biāo)記的端口號(hào)都有可能被覆蓋，所以您需要保證您的自定義端口的狀態(tài)是開(kāi)放的。

　　雖然主節(jié)點(diǎn)已經(jīng)包含了 etcd 的端口，您也可以使用自定義的外部 etcd 集群，或是指定自定義端口。 您使用的 pod 網(wǎng)絡(luò)插件 (見(jiàn)下) 也可能需要某些特定端口開(kāi)啟。由于各個(gè) pod 網(wǎng)絡(luò)插件都有所不同，請(qǐng)參閱他們各自文檔中對(duì)端口的要求。

安裝 runtime

　　從 v1.6.0 起，Kubernetes 開(kāi)始允許使用 CRI，容器運(yùn)行時(shí)接口。默認(rèn)的容器運(yùn)行時(shí)是 Docker，這是由 kubelet 內(nèi)置的 CRI 實(shí)現(xiàn) dockershim 開(kāi)啟的。

　　其他的容器運(yùn)行時(shí)有：

　　containerd (containerd 的內(nèi)置 CRI 插件)

　　cri-o

　　frakti

　　rkt

　　參考 CRI 安裝指南 獲取更多信息.

　　安裝 kubeadm, kubelet 和 kubectl

　　您需要在每臺(tái)機(jī)器上都安裝以下的軟件包：

　　kubeadm: 用來(lái)初始化集群的指令。

　　kubelet: 在集群中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)上用來(lái)啟動(dòng) pod 和 container 等。

　　kubectl: 用來(lái)與集群通信的命令行工具。

　　kubeadm 不能 幫您安裝或管理 kubelet 或 kubectl ，所以您得保證他們滿(mǎn)足通過(guò) kubeadm 安裝的 Kubernetes 控制層對(duì)版本的要求。如果版本沒(méi)有滿(mǎn)足要求，就有可能導(dǎo)致一些難以想到的錯(cuò)誤或問(wèn)題。然而控制層與 kubelet 間的 小版本號(hào) 不一致無(wú)傷大雅，不過(guò)請(qǐng)記住 kubelet 的版本不可以超過(guò) API server 的版本。例如 1.8.0 的 API server 可以適配 1.7.0 的 kubelet，反之就不行了。

　　kubelet 現(xiàn)在每隔幾秒就會(huì)重啟，因?yàn)樗萑肓艘粋€(gè)等待 kubeadm 指令的死循環(huán)。

　　在 Master 節(jié)點(diǎn)上配置 kubelet 所需的 cgroup 驅(qū)動(dòng)

　　使用 Docker 時(shí)，kubeadm 會(huì)自動(dòng)為其檢測(cè) cgroup 驅(qū)動(dòng)在運(yùn)行時(shí)對(duì) /var/lib/kubelet/kubeadm-flags.env 文件進(jìn)行配置。 如果您使用了不同的 CRI， 您得把 /etc/default/kubelet文件中的 cgroup-driver 位置改為對(duì)應(yīng)的值，像這樣：

　　KUBELET_EXTRA_ARGS=--cgroup-driver=

　　這個(gè)文件將會(huì)被 kubeadm init 和 kubeadm join 用于為 kubelet 獲取 額外的用戶(hù)參數(shù)。

　　請(qǐng)注意，您只需要在您的 cgroup driver 不是 cgroupfs 時(shí)這么做，因?yàn)?cgroupfs 已經(jīng)是 kubelet 的默認(rèn)值了。

　　需要重啟 kubelet：

　　systemctl daemon-reload

　　systemctl restart kubelet

使用 kubeadm 創(chuàng)建一個(gè)單主集群

　　kubeadm 能幫助您建立一個(gè)小型的符合最佳實(shí)踐的 Kubernetes 集群。通過(guò)使用 kubeadm, 您的集群會(huì)符合 Kubernetes 合規(guī)性測(cè)試的要求. Kubeadm 也支持其他的集群生命周期操作，比如升級(jí)、降級(jí)和管理啟動(dòng)引導(dǎo)令牌。

　　因?yàn)槟梢栽诓煌?lèi)型的機(jī)器（比如筆記本、服務(wù)器和樹(shù)莓派等）上安裝 kubeadm，因此它非常適合與 Terraform 或 Ansible 這類(lèi)自動(dòng)化管理系統(tǒng)集成。

　　kubeadm 的簡(jiǎn)單便捷為大家?guī)?lái)了廣泛的用戶(hù)案例：

　　新用戶(hù)可以從 kubeadm 開(kāi)始來(lái)試用 Kubernetes。

　　熟悉 Kubernetes 的用戶(hù)可以使用 kubeadm 快速搭建集群并測(cè)試他們的應(yīng)用。

　　大型的項(xiàng)目可以將 kubeadm 和其他的安裝工具一起形成一個(gè)比較復(fù)雜的系統(tǒng)。

　　kubeadm 的設(shè)計(jì)初衷是為新用戶(hù)提供一種便捷的方式來(lái)首次試用 Kubernetes， 同時(shí)也方便老用戶(hù)搭建集群測(cè)試他們的應(yīng)用。 此外 kubeadm 也可以跟其它生態(tài)系統(tǒng)與/或安裝工具集成到一起，提供更強(qiáng)大的功能。

　　您可以很方便地在支持 rpm 或 deb 軟件包的操作系統(tǒng)上安裝 _kubeadm_。對(duì)應(yīng) kubeadm 的 SIG， SIG Cluster Lifecycle， 提供了預(yù)編譯的這類(lèi)安裝包，當(dāng)然您也可以自己基于源碼為其它操作系統(tǒng)來(lái)構(gòu)造安裝包。

　　kubeadm 成熟程度

　　kubeadm 的整體功能目前還是 Beta 狀態(tài)，然而很快在 2018 年就會(huì)轉(zhuǎn)換成正式發(fā)布 (GA) 狀態(tài)。 一些子功能，比如自托管或者配置文件 API 還在開(kāi)發(fā)過(guò)程當(dāng)中。 隨著工具的發(fā)展，創(chuàng)建集群的方法可能會(huì)有所變化，但是整體部署方案還是比較穩(wěn)定的。 在 kubeadm alpha 下面的任何命令都只是 alpha 狀態(tài)，目前只提供初期階段的服務(wù)。

　　維護(hù)周期

　　Kubernetes 發(fā)現(xiàn)版本的通常只維護(hù)支持九個(gè)月，在維護(hù)周期內(nèi)，如果發(fā)現(xiàn)有比較重大的 bug 或者安全問(wèn)題的話(huà)， 可能會(huì)發(fā)布一個(gè)補(bǔ)丁版本。下面是 Kubernetes 的發(fā)布和維護(hù)周期，同時(shí)也適用于 kubeadm。

　　準(zhǔn)備開(kāi)始

　　一個(gè)或者多個(gè)兼容 deb 或者 rpm 軟件包的操作系統(tǒng)，比如 Ubuntu 或者 CentOS

　　每臺(tái)機(jī)器 2 GB 以上的內(nèi)存，內(nèi)存不足時(shí)應(yīng)用會(huì)受限制

　　主節(jié)點(diǎn)上 2 CPU 以上

　　集群里所有的機(jī)器有完全的網(wǎng)絡(luò)連接，公有網(wǎng)絡(luò)或者私有網(wǎng)絡(luò)都可以

　　目標(biāo)

　　搭建一個(gè)單主 Kubernetes 集群或者高可用集群

　　在集群上安裝 Pod 網(wǎng)絡(luò)組件以便 Pod 之間可以互相通信

　　步驟

　　在您的機(jī)器上安裝 kubeadm

　　請(qǐng)查閱安裝 kubeadm。

　　Note:

　　注意: 如果您的機(jī)器已經(jīng)安裝了 kubeadm, 請(qǐng)運(yùn)行 apt-get update && apt-get upgrade 或者 yum update 來(lái)升級(jí)至最新版本的 kubeadm.

　　升級(jí)過(guò)程中，kubelet 會(huì)每隔幾秒鐘重啟并陷入了不斷循環(huán)等待 kubeadm 發(fā)布指令的狀態(tài)。 這個(gè)死循環(huán)的過(guò)程是正常的，當(dāng)升級(jí)并初始化完成您的主節(jié)點(diǎn)之后，kubelet 才會(huì)正常運(yùn)行。

　　初始化您的主節(jié)點(diǎn)

　　主節(jié)點(diǎn)是集群里運(yùn)行控制面的機(jī)器，包括 etcd (集群的數(shù)據(jù)庫(kù))和 API 服務(wù)（kubectl CLI 與之交互）。

　　選擇一個(gè) Pod 網(wǎng)絡(luò)插件，并檢查是否在 kubeadm 初始化過(guò)程中需要傳入什么參數(shù)。這個(gè)取決于 您選擇的網(wǎng)絡(luò)插件，您可能需要設(shè)置 --Pod-network-cidr 來(lái)指定網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)的 CIDR。請(qǐng)參閱安裝網(wǎng)絡(luò)插件。

　　(可選) 除非特別指定，kubeadm 會(huì)使用默認(rèn)網(wǎng)關(guān)所在的網(wǎng)絡(luò)接口廣播其主節(jié)點(diǎn)的 IP 地址。若需使用其他網(wǎng)絡(luò)接口，請(qǐng) 給 kubeadm init 設(shè)置 --apiserver-advertise-address= 參數(shù)。如果需要部署 IPv6 的集群，則需要指定一個(gè) IPv6 地址，比如 --apiserver-advertise-address=fd00::101。

　　(可選) 在運(yùn)行 kubeadm init 之前請(qǐng)先執(zhí)行 kubeadm config images pull 來(lái)測(cè)試與 gcr.io 的連接。

　　現(xiàn)在運(yùn)行:

　　kubeadm init

　　如果需要再次運(yùn)行 kubeadm init，您必須先卸載集群。

　　如果您需要將不同架構(gòu)的節(jié)點(diǎn)加入您的集群，請(qǐng)單獨(dú)在這類(lèi)節(jié)點(diǎn)上為 kube-proxy 和 kube-dns 創(chuàng)建 Deployment 或 DaemonSet。 這是因?yàn)檫@些組件的 Docker 鏡像并不支持多架構(gòu)。

　　kubeadm init 首先會(huì)執(zhí)行一系列的運(yùn)行前檢查來(lái)確保機(jī)器滿(mǎn)足運(yùn)行 Kubernetes 的條件。 這些檢查會(huì)拋出警告并在發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的時(shí)候終止整個(gè)初始化進(jìn)程。 然后 kubeadm init 會(huì)下載并安裝集群的控制面組件，這可能會(huì)花費(fèi)幾分鐘時(shí)間，其輸出如下所示：

　　如果需要讓普通用戶(hù)可以運(yùn)行 kubectl，請(qǐng)運(yùn)行如下命令，其實(shí)這也是 kubeadm init 輸出的一部分：

　　mkdir -p $HOME/.kube

　　sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config

　　sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

　　或者，如果您是 root 用戶(hù)，則可以運(yùn)行：

　　export KUBECONFIG=/etc/kubernetes/admin.conf

　　請(qǐng)備份好 kubeadm init 輸出中的 kubeadm join 命令，因?yàn)槟鷷?huì)需要這個(gè)命令來(lái)給集群添加節(jié)點(diǎn)。

　　令牌是主節(jié)點(diǎn)和新添加的節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行相互身份驗(yàn)證的，因此請(qǐng)確保其安全。任何人只要知道了這些令牌，就可以隨便給您的集群添加節(jié)點(diǎn)。 可以使用 kubeadm token 命令來(lái)列出、創(chuàng)建和刪除這類(lèi)令牌。 請(qǐng)參閱kubeadm 參考指南。

　　安裝 Pod 網(wǎng)絡(luò)插件

　　Caution: 注意: 這一節(jié)包含了安裝和部署順序的重要信息，執(zhí)行之前請(qǐng)仔細(xì)閱讀。

　　您必須先安裝 Pod 網(wǎng)絡(luò)插件，以便您的 Pod 可以互相通信。

　　網(wǎng)絡(luò)必須在部署任何應(yīng)用之前部署好。此外，在網(wǎng)絡(luò)安裝之前是 CoreDNS 不會(huì)啟用的。 kubeadm 只支持基于容器網(wǎng)絡(luò)接口（CNI）的網(wǎng)絡(luò)而且不支持 kubenet 。

　　有一些項(xiàng)目為 Kubernetes 提供使用 CNI 的 Pod 網(wǎng)絡(luò)，其中一些也支持網(wǎng)絡(luò)策略. 請(qǐng)參閱插件頁(yè)面了解可用網(wǎng)絡(luò)插件的完整列表。 - CNI v0.6.0 也提供了 IPv6 的支持。 - CNI 網(wǎng)橋 和 local-ipam 是 Kubernetes 1.9 版本里提供的唯一支持 IPv6 的網(wǎng)絡(luò)插件。

　　注意 kubeadm 默認(rèn)會(huì)創(chuàng)建一個(gè)比較安全的集群并強(qiáng)制啟用RBAC。 請(qǐng)確保您的網(wǎng)絡(luò)方案支持 RBAC。

　　您可以使用下列命令安裝網(wǎng)絡(luò)插件：