《k8s网络指南》Kubernetes部署实战-卡咪卡咪哈-一个博客

K8S的优势

1、故障迁移（自愈）：当某一个node节点关机或挂掉后，node节点上的服务会自动转移到另一个node节点上，这个过程所有服务不中断。这是docker或普通云主机是不能做到的

2、资源调度（弹性伸缩）：当node节点上的cpu、内存不够用的时候，可以扩充node节点，新建的pod就会被kube-schedule调度到新扩充的node节点上，如果CPU负载低于阈值则减少容器的数量

3、服务的自动发现和负载均衡: 不需要修改您的应用程序来使用不熟悉的服务发现机制，Kubernetes 为容器提供了自己的 IP 地址和一组容器的单个 DNS 名称，并可以在它们之间进行负载均衡。

4、资源隔离：创建开发、运维、测试三个命名空间，切换上下文后，开发人员就只能看到开发命名空间的所有pod，看不到运维命名空间的pod，这样就不会造成影响，互不干扰

5、安全：不同角色有不同的权限，查看pod、删除pod等操作；RBAC认证增加了k8s的安全

6、滚动升级和一键回滚: Kubernetes 逐渐部署对应用程序或其配置的更改，同时监视应用程序运行状况，以确保它不会同时终止所有实例。如果出现问题，Kubernetes会为您恢复更改

K8S部署实战

我们针对上述k8s的特点，搭建一个k8s集群用于提供web服务，并逐一验证上述优势。

我这边直接用图形化安装K8S集群的软件直接搞了一个master节点，一个worker节点：

//pod是最小调度单元，包含了一个业务功能 [root@localhost ~]# kubectl get pods –A NAMESPACE NAME READY STATUS RESTARTS AGE //收集主机信息并发送给指定check服务器 default netchecker–agent–n4zvc 1/1 Running 0 5m22s default netchecker–server–589d76f698–wh8jr 2/2 Running 1 (5m14s ago) 5m20s //一套开源的网络和网络安全方案 kube–system calico–kube–controllers–75fcdd655b–8khd4 1/1 Running 0 5m36s kube–system calico–node–mpppj 1/1 Running 0 5m52s //作为内网的DNS服务器，用于服务发现 kube–system coredns–76b4fb4578–dsj8r 1/1 Running 0 5m29s kube–system dns–autoscaler–7874cf6bcf–44clw 1/1 Running 0 5m27s //api kube–system kube–apiserver–master 1/1 Running 0 6m51s //通过 apiserver 监控整个集群的状态，并确保集群处于预期的工作状态 kube–system kube–controller–manager–master 1/1 Running 1 6m51s //实现Kubernetes Service的通信与负载均衡机制 kube–system kube–proxy–488bp 1/1 Running 0 6m4s //控制面进程，负责将 Pods 指派到节点上 kube–system kube–scheduler–master 1/1 Running 1 6m56s //监控kubernetes集群资源 kube–system metrics–server–749474f899–8bbrf 1/1 Running 0 5m15s kube–system nginx–proxy–worker 1/1 Running 0 6m4s //大幅提升集群内DNS解析性能 kube–system nodelocaldns–b5vgs 1/1 Running 0 5m26s //deployment通过yaml定义了一组pod，动态管理和伸缩 [root@master ~]# kubectl get deploy –A NAMESPACE NAME READY UP–TO–DATE AVAILABLE AGE default netchecker–server 1/1 1 1 2d12h kube–system calico–kube–controllers 1/1 1 1 2d12h kube–system coredns 1/1 1 1 2d12h kube–system dns–autoscaler 1/1 1 1 2d12h kube–system metrics–server 1/1 1 1 2d12h [root@master ~]# kubectl get –o yaml deploy netchecker–server

创建一个门户网站

之前提到的k8s是通过yaml文件定义deployment，然后再启动服务暴露端口号给用户访问，那么我们先定义一个最简单的yaml文件myTestWeb.yaml：

//myTestWeb.yaml apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: creationTimestamp: null labels: app: mytestweb name: mytestweb spec: replicas: 1 selector: matchLabels: app: mytestweb strategy: {} template: metadata: creationTimestamp: null labels: app: mytestweb spec: containers: – image: nginx:latest name: nginx resources: {} status: {} [root@master k8s_test]# kubectl apply –f myTestWeb.yaml [root@master k8s_test]# kubectl get deployments NAME READY UP–TO–DATE AVAILABLE AGE mytestweb 1/1 1 1 79s netchecker–server 1/1 1 1 2d16h [root@master k8s_test]# kubectl get pods NAME READY STATUS RESTARTS AGE mytestweb–575f89bf65–ms4cg 1/1 Running 0 87s //service.yaml apiVersion: v1 kind: Service metadata: creationTimestamp: null labels: app: mytestweb name: mytestweb spec: ports: – port: 8080 protocol: TCP targetPort: 80 selector: app: mytestweb type: NodePort status: loadBalancer: {} service/mytestweb created [root@master k8s_test]# kubectl get service NAME TYPE CLUSTER–IP EXTERNAL–IP PORT(S) AGE kubernetes ClusterIP 10.233.0.1 <none> 443/TCP 2d19h mytestweb NodePort 10.233.159.30 <none> 8080:32046/TCP 19s //修改一下门户网站页面

这样我们访问192.168.206.131:32046就可以访问了：

高可用水平扩容

如果我们发现访问我们的门户网站流量很大，这时我们可以生成5个web服务器网站，然后用作高可用以及负载均衡，具体做法只要修改myTestWeb.yaml中的replicas: 1声明成replicas: 10，最后再apply一下即可：

[root@master k8s_test]# kubectl get pod NAME READY STATUS RESTARTS AGE mytestweb–575f89bf65–8zgrr 1/1 Running 0 13m mytestweb–575f89bf65–cplr8 1/1 Running 0 13m mytestweb–575f89bf65–ms4cg 1/1 Running 0 4h48m mytestweb–575f89bf65–pwzl5 1/1 Running 0 13m mytestweb–575f89bf65–vng4n 1/1 Running 0 13m [root@master k8s_test]# kubectl describe service/mytestweb Name: mytestweb Namespace: default Labels: app=mytestweb Annotations: <none> Selector: app=mytestweb Type: NodePort IP Family Policy: SingleStack IP Families: IPv4 IP: 10.233.159.30 IPs: 10.233.159.30 Port: <unset> 8080/TCP TargetPort: 80/TCP NodePort: <unset> 32046/TCP Endpoints: 10.234.218.10:80,10.234.218.9:80,10.234.28.6:80 + 2 more… Session Affinity: None External Traffic Policy: Cluster Events: <none> //循环访问 [root@master k8s_test]# while true;do curl 192.168.206.131:32046;sleep 1;done //查看各pod运行日志发现，确实实现了负载均衡 192.168.206.131 – – [04/Apr/2022:11:57:10 +0000] “GET / HTTP/1.1” 200 615 “-“ “curl/7.29.0” “-“ 192.168.206.131 – – [04/Apr/2022:11:57:11 +0000] “GET / HTTP/1.1” 200 615 “-“ “curl/7.29.0” “-“ 10.234.218.0 – – [04/Apr/2022:11:57:09 +0000] “GET / HTTP/1.1” 200 330 “-“ “curl/7.29.0” “-“ 10.234.218.0 – – [04/Apr/2022:11:57:08 +0000] “GET / HTTP/1.1” 200 615 “-“ “curl/7.29.0” “-“ 10.234.218.0 – – [04/Apr/2022:11:57:07 +0000] “GET / HTTP/1.1” 200 615 “-“ “curl/7.29.0” “-“ //service的node调度策略是可以修改的 /* Taint 污点：节点不做普通分配调度，是节点属性，属性值有三个 NoSchedule：一定不被调度 PreferNoSchedule：尽量不被调度（也有被调度的几率） NoExecute：不会调度，并且还会驱逐Node已有Pod 调度器标签选择也会影响调度，例如yaml文件说增加如下,那么只有打上键值对mylabel=pickup的node才有pod会调度在上面： nodeSelector: mylabel: pickup */ //缩容就不写了，数字减回去，然后apply

有状态服务

之前的演示都是无状态的服务，即多个Pod创建是没有顺序的，且共享存储。而有状态的服务具有固定的主机名具以及有持久化存储。

k8s支持存储相关的是PV和PVC，这个在之前的章节介绍过，这里只讲创建关系，pv是显示地指示提供存储的大小和位置，而PVC是一个pv抽象，也是说我们绑定一个pvc后，它会按照storageClassName、accessModes 以及容量这些是否满足要求，遍历各个PV，并将满足要求的绑定起来，这有一个好处就是假如某一个PV失效了，我们可以新建一个满足PVC模板的PV即可，否则没有PVC，那么我们就需要修改各个依赖该失效PV的pod的yaml文件，改成新的PV，如果pod数量很多，那改起来就像自行车爆胎 -气炸了。

我们来看看几种PV存储的类型，其实就是yaml定义，用的时候就是apply一下就行，很方便：

/* ReadWriteOnce:可读科写，但支持被单个node挂载 ReadOnlyMany:可以以读的方式被多个node挂载 ReadWriteMany:可以以读写的方式被多个node挂载 */ //本地存储 apiVersion: v1 kind: PersistentVolume metadata: name: my–pv1 labels: type: local spec: storageClassName: manual #声明类型后续PVC会匹配绑定 capacity: storage: 1Gi accessModes: – ReadWriteMany hostPath: #声明本地存储 path: /data/hostpath //类似nfs这种的远端存储，阿里云，AWS apiVersion: v1 kind: PersistentVolume metadata: name: my–pv2 labels: type: remote spec: storageClassName: manual capacity: storage: 1Gi accessModes: – ReadWriteMany nfs: path: /data/nfs # 声明nfs存储 server: 192.168.108.100 //声明PVC统一管控内存，需求2G，acess权限为RWM，类型为manual，那么my-pv1和my-pv2就会被bound apiVersion: v1 kind: PersistentVolumeClaim metadata: name: my–pvc spec: storageClassName: manual accessModes: – ReadWriteMany resources: requests: storage: 2Gi [root@master k8s_test]# kubectl get pv,pvc NAME CAPACITY ACCESS MODES RECLAIM POLICY STATUS CLAIM persistentvolume/my–pv 1Gi RWX Retain Bound default/my–pvc NAME STATUS VOLUME CAPACITY ACCESS MODES persistentvolumeclaim/my–pvc Bound my–pv 1Gi RWX

滚动发布与回退

由于k8s yaml定义一切的特性，我们发布新版本也可以做到热升级，只需要将指定我们想要发布的新版本docker镜像，然后apply一下yaml即可：

spec: containers: – image: nginx:1.15 # 指定镜像版本为1.15 name: nginx # 查看升级版本 [root@master k8s_test]# kubectl rollout status deploy mytestweb deployment “web” successfully rolled out # 查看历史版本 [root@master k8s_test]# kubectl rollout history deployment mytestweb deployment.apps/mytestweb REVISION CHANGE–CAUSE 1 <none> 2 <none> #回滚到指定版本 kubectl rollout undo deploy mytestweb —to–revision=2