Kubernetes系列01：Kubernetes入门

转自：http://blog.csdn.net/levy_cui/article/details/70215627

什么是Kubernetes？

Kubernetes是Google开源的容器集群管理系统，实现基于Docker构建容器，利用Kubernetes能很方面管理多台Docker主机中的容器。
主要功能如下：
1）将多台Docker主机抽象为一个资源，以集群方式管理容器，包括任务调度、资源管理、弹性伸缩、滚动升级等功能。
2）使用编排系统（YAML File）快速构建容器集群，提供负载均衡，解决容器直接关联及通信问题
3）自动管理和修复容器，简单说，比如创建一个集群，里面有十个容器，如果某个容器异常关闭，
那么，会尝试重启或重新分配容器，始终保证会有十个容器在运行，反而杀死多余的。

Kubernetes角色组成：
1）Pod
Pod是kubernetes的最小操作单元，一个Pod可以由一个或多个容器组成；
同一个Pod只能运行在同一个主机上，共享相同的volumes、network、namespace；
2）ReplicationController（RC）
RC用来管理Pod，一个RC可以由一个或多个Pod组成，在RC被创建后，系统会根据定义好的副本数来创建Pod数量。
在运行过程中，如果Pod数量小于定义的，就会重启停止的或重新分配Pod，反之则杀死多余的。当然，也可以动态伸缩运行的Pods规模或熟悉。
RC通过label关联对应的Pods，在滚动升级中，RC采用一个一个替换要更新的整个Pods中的Pod。
3）Service
Service定义了一个Pod逻辑集合的抽象资源，Pod集合中的容器提供相同的功能。集合根据定义的Label和selector完成，当创建一个Service后，
会分配一个Cluster IP，这个IP与定义的端口提供这个集合一个统一的访问接口，并且实现负载均衡。
4）Label
Label是用于区分Pod、Service、RC的key/value键值对； 
Pod、Service、RC可以有多个label，但是每个label的key只能对应一个；
主要是将Service的请求通过lable转发给后端提供服务的Pod集合；

Kubernetes组件组成：
1）kubectl
客户端命令行工具，将接受的命令格式化后发送给kube-apiserver，作为整个系统的操作入口。
2）kube-apiserver
作为整个系统的控制入口，以REST API服务提供接口。
3）kube-controller-manager
用来执行整个系统中的后台任务，包括节点状态状况、Pod个数、Pods和Service的关联等。
4）kube-scheduler
负责节点资源管理，接受来自kube-apiserver创建Pods任务，并分配到某个节点。
5）etcd
负责节点间的服务发现和配置共享。
6）kube-proxy
运行在每个计算节点上，负责Pod网络代理。定时从etcd获取到service信息来做相应的策略。
7）kubelet
运行在每个计算节点上，作为agent，接受分配该节点的Pods任务及管理容器，周期性获取容器状态，反馈给kube-apiserver。
8）DNS
一个可选的DNS服务，用于为每个Service对象创建DNS记录，这样所有的Pod就可以通过DNS访问服务了。

一、准备工作
测试环境：
CentOS Linux release 7.3 
docker 1.12.6
etcd-3.1.0
kubernetes-1.5.2-0.2
kubernetes-client 1.5.2
kubernetes-master 1.5.2
kubernetes-node   1.5.2

踩坑提示：
1、请核对.yaml文件的格式，有时候空格多了少了就报错，我就遇到过。
2、yaml文件中的image可以提前下载好，如docker pull kubeguide/tomcat-app:v1 避免下载时间过程问题

systemctl status firewalld
systemctl disable firewalld
systemctl stop firewalld
yum install etcd kubernetes

vi /etc/sysconfig/docker
OPTIONS='--selinux-enabled --log-driver=journald --signature-verification=false'修改为
OPTIONS='--selinux-enabled=false --log-driver=journald --signature-verification=false --insecure-registry gcr.io'

vi /etc/kubernetes/apiserver
KUBE_ADMISSION_CONTROL="--admissioncontrol=NamespaceLifecycle,NamespaceExists,LimitRanger,SecurityContextDeny,ServiceAccount,ResourceQuota"
删除ServiceAccount
KUBE_ADMISSION_CONTROL="--admissioncontrol=NamespaceLifecycle,NamespaceExists,LimitRanger,SecurityContextDeny,ResourceQuota"

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

二、创建DB容器（MySQL）

vi mysql-rc.yaml
apiVersion: v1
kind: ReplicationController --------副本控制器RC
metadata:
  name: mysql -------------RC的名称，全局唯一
spec:
  replicas: 1 -------------Pod副本期待数量
  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 ------容器对应的Docker Image
        ports:
      - containerPort: 3306 --------容器暴露的端口号
      env:                   -------注入到容器的环境变量
      - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD --------设置mysql root的密码
        value: "123456"

可能会遇到国外网络限制，无法从gcr.io拉取pause0.8.0的镜像。那么很简单，就找个可用的镜像拉取即可。 
#docker pull docker.io/kubernetes/pause
#kubectl create -f mysql-rc.yaml
replicationcontroller "mysql" created

查看下刚刚创建的RC：
#kubectl get rc
查看Pod的创建情况：
#kubectl get pods

[root@cent7-2 docker]# kubectl get rc
NAME      DESIRED   CURRENT   READY     AGE
mysql     1         1         0         23s
[root@cent7-2 docker]# kubectl get pods
NAME          READY     STATUS              RESTARTS   AGE
mysql-hgkwr   0/1       ContainerCreating   0          44s

等待一会之后变为Running状态
[root@ceph-cent7-2 docker]# kubectl get pods
NAME          READY     STATUS    RESTARTS   AGE
mysql-mwvjs   1/1       Running   0          10m

删除操作
[root@cent7-2 docker]# kubectl delete -f mysql-rc.yaml 
replicationcontroller "mysql" deleted
[root@cent7-2 docker]# kubectl get rc
No resources found.
[root@cent7-2 docker]# kubectl get pods
NAME          READY     STATUS        RESTARTS   AGE
mysql-hgkwr   0/1       Terminating   0          17m
[root@cent7-2 docker]# kubectl delete po mysql-hgkwr
pod "mysql-hgkwr" deleted

之后创建一个与之关联的kubernetes service-mysql自定义文件

#vi mysql-svc.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: mysql
spec:
  ports:
    - port: 3306
  selector:
    app: mysql
    
运行kubectl，创建service
#kubectl create -f mysql-svc.yaml

[root@cent7-2 docker]# kubectl get svc
NAME         CLUSTER-IP      EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
kubernetes   10.254.0.1      <none>        443/TCP    39m
mysql        10.254.38.198   <none>        3306/TCP   21s

注意到MySQL服务被分配了一个值为10.254.38.198的Cluster IP地址，这是一个虚地址，kubernetes集群中其他新创建的Pod就可以通过service的Cluster IP+端口号3306访问它了。

三、创建WEB容器（TOMCAT）

#docker search tomcat-app
#docker images docker.io/kubeguide/tomcat-app 
#docker pull docker.io/kubeguide/tomcat-app:v1

vi myweb-rc.yaml
kind: ReplicationController
metadata:
  name: myweb
spec:
  replicas: 5
  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: 'mysql'
          - name: MYSQL_SERVICE_PORT
            value: '3306'

注意到上面RC对应的Tomcat容器里引用了MYSQL_SERVICR_HOST=mysql这个环境标量，而"mysql"恰好是我们之前应以的MySQL服务的服务名。

[root@cent7-2 docker]# kubectl create -f myweb-rc.yaml 
replicationcontroller "myweb" created
[root@cent7-2 docker]# kubectl get pods
NAME          READY     STATUS              RESTARTS   AGE
mysql-mwvjs   1/1       Running             0          54m
myweb-55wwb   0/1       ContainerCreating   0          1m
myweb-m4l5b   0/1       ContainerCreating   0          1m
myweb-nlql3   0/1       ContainerCreating   0          1m
myweb-qlg90   0/1       ContainerCreating   0          1m
myweb-v19sr   0/1       ContainerCreating   0          1m

创建对应的Service
vi myweb-svc.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: myweb
spec:
  type: NodePort
  ports:
    - port: 8080
      nodePort: 30001
  selector:
    app: myweb

#kubectl create -f myweb-svc.yaml
[root@cent7-2 docker]# kubectl get svc
NAME         CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE
kubernetes   10.254.0.1       <none>        443/TCP          1h
mysql        10.254.38.198    <none>        3306/TCP         50m
myweb        10.254.134.175   <nodes>       8080:30001/TCP   10s

四、通过浏览器访问网页
浏览器访问 http://虚拟机IP:30001/demo
如果无法打开界面，可以本机操作curl 127.0.0.1:30001 这个能通就行，不用非打开界面。

参考：
Kubernetes管理Docker集群之部署篇 
http://lizhenliang.blog.51cto.com/7876557/1736572/
Kubernetes之kubectl常用命令 
http://blog.csdn.net/xingwangc2014/article/details/51204224
kubernetes 高可用部署 HA 
http://blog.csdn.net/u012214983/article/details/52267476
Building High-Availability Clusters
https://kubernetes.io/docs/admin/high-availability/