基于kubernetes构建Docker集群管理详解

时间  2020-01-01
标签 基于 kubernetes 构建 docker 集群 管理 详解 栏目 Docker 繁體版
原文   原文链接

1、前言
        Kubernetes 是Google开源的容器集群管理系统，基于Docker构建一个容器的调度服务，提供资源调度、均衡容灾、服务注册、动态扩缩容等功能套件，目前最新版本为0.6.2。本文介绍如何基于Centos7.0构建Kubernetes平台，在正式介绍以前，你们有必要先理解Kubernetes几个核心概念及其承担的功能。如下为Kubernetes的架构设计图：
点击在新窗口中浏览此图片
1. Pods
        在Kubernetes系统中，调度的最小颗粒不是单纯的容器，而是抽象成一个Pod，Pod是一个能够被建立、销毁、调度、管理的最小的部署单元。好比一个或一组容器。
2. Replication Controllers
        Replication Controller是Kubernetes系统中最有用的功能，实现复制多个Pod副本，每每一个应用须要多个Pod来支撑，而且能够保证其复制的副本数，即便副本所调度分配的主宿机出现异常，经过Replication Controller能够保证在其它主宿机启用同等数量的Pod。Replication Controller能够经过repcon模板来建立多个Pod副本，一样也能够直接复制已存在Pod，须要经过Label selector来关联。
三、Services
        Services是Kubernetes最外围的单元，经过虚拟一个访问IP及服务端口，能够访问咱们定义好的Pod资源，目前的版本是经过iptables的nat转发来实现，转发的目标端口为Kube_proxy生成的随机端口，目前只提供GOOGLE云上的访问调度，如GCE。若是与咱们自建的平台进行整合？请关注下篇《kubernetes与HECD架构的整合》文章。
四、Labels
        Labels是用于区分Pod、Service、Replication Controller的key/value键值对，仅使用在Pod、Service、 Replication Controller之间的关系识别，但对这些单元自己进行操做时得使用name标签。
五、Proxy
        Proxy不但解决了同一主宿机相同服务端口冲突的问题，还提供了Service转发服务端口对外提供服务的能力，Proxy后端使用了随机、轮循负载均衡算法。

        说说我的一点见解，目前Kubernetes 保持一周一小版本、一个月一大版本的节奏，迭代速度极快，同时也带来了不一样版本操做方法的差别，另外官网文档更新速度相对滞后及欠缺，给初学者带来必定挑战。在上游接入层官方侧重点还放在GCE（Google Compute Engine）的对接优化，针对我的私有云还未推出一套可行的接入解决方案。在v0.5版本中才引用service代理转发的机制，且是经过iptables来实现，在高并发下性能使人担心。但做者依然看好Kubernetes将来的发展，至少目前还未看到另一个成体系、具有良好生态圈的平台，相信在V1.0时就会具有生产环境的服务支撑能力。

1、环境部署
一、平台版本说明
    1）Centos7.0 OS
    2）Kubernetes V0.6.2
    3）etcd version 0.4.6
    4）Docker version 1.3.2

二、平台环境说明
点击在新窗口中浏览此图片

三、环境安装
    1）系统初始化工做（全部主机）
    系统安装-选择[最小化安装]
    php

引用node


    # yum -y install wget ntpdate bind-utils
    # wget http://mirror.centos.org/centos/7/extras/x86_64/Packages/epel-release-7-2.noarch.rpm
    # yum update
    python


    CentOS 7.0默认使用的是firewall做为防火墙，这里改成iptables防火墙（熟悉度更高，非必须）。
    1.一、关闭firewall：
    linux

引用git


    # systemctl stop firewalld.service #中止firewall
    # systemctl disable firewalld.service #禁止firewall开机启动
    github


    1.二、安装iptables防火墙
    web

引用算法


    # yum install iptables-services #安装
    # systemctl start iptables.service #最后重启防火墙使配置生效
    # systemctl enable iptables.service #设置防火墙开机启动
    docker


    2）安装Etcd（192.168.1.10主机）
    apache

引用


    # mkdir -p /home/install && cd /home/install  
    # wget https://github.com/coreos/etcd/releases/download/v0.4.6/etcd-v0.4.6-linux-amd64.tar.gz  
    # tar -zxvf etcd-v0.4.6-linux-amd64.tar.gz  
    # cd etcd-v0.4.6-linux-amd64  
    # cp etcd* /bin/  
    # /bin/etcd -version  
    etcd version 0.4.6  
    


    启动服务etcd服务，若有提供第三方管理需求，另需在启动参数中添加“-cors='*'”参数。
    

引用


    # mkdir /data/etcd  
    # /bin/etcd -name etcdserver -peer-addr 192.168.1.10:7001 -addr 192.168.1.10:4001 -data-dir /data/etcd -peer-bind-addr 0.0.0.0:7001 -bind-addr 0.0.0.0:4001 &
    


    配置etcd服务防火墙，其中4001为服务端口，7001为集群数据交互端口。
  

引用


    # iptables -I INPUT -s 192.168.1.0/24 -p tcp --dport 4001 -j ACCEPT
    # iptables -I INPUT -s 192.168.1.0/24 -p tcp --dport 7001 -j ACCEPT
  



    3）安装Kubernetes（涉及全部Master、Minion主机）
    经过yum源方式安装，默认将安装etcd, docker, and cadvisor相关包。
    

引用


    # curl https://copr.fedoraproject.org/coprs/eparis/kubernetes-epel-7/repo/epel-7/eparis-kubernetes-epel-7-epel-7.repo -o /etc/yum.repos.d/eparis-kubernetes-epel-7-epel-7.repo
    #yum -y install kubernetes
    


    升级至v0.6.2，覆盖bin文件便可，方法以下：
    

引用


    # mkdir -p /home/install && cd /home/install
    # wget https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes/releases/download/v0.6.2/kubernetes.tar.gz
    # tar -zxvf kubernetes.tar.gz
    # tar -zxvf kubernetes/server/kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz
    # cp kubernetes/server/bin/kube* /usr/bin
    


    校验安装结果，出版如下信息说明安装正常。
    

引用


    [root@SN2014-12-200 bin]# /usr/bin/kubectl version
    Client Version: version.Info{Major:"0", Minor:"6+", GitVersion:"v0.6.2", GitCommit:"729fde276613eedcd99ecf5b93f095b8deb64eb4", GitTreeState:"clean"}
    Server Version: &version.Info{Major:"0", Minor:"6+", GitVersion:"v0.6.2", GitCommit:"729fde276613eedcd99ecf5b93f095b8deb64eb4", GitTreeState:"clean"}
    


    4）Kubernetes配置（仅Master主机）
    master运行三个组件,包括apiserver、scheduler、controller-manager，相关配置项也只涉及这三块。
4.一、【/etc/kubernetes/config】

view plainprint?

  1. # Comma seperated list of nodes in the etcd cluster  

  2. KUBE_ETCD_SERVERS="--etcd_servers=http://192.168.1.10:4001"  

  3.   

  4. # logging to stderr means we get it in the systemd journal  

  5. KUBE_LOGTOSTDERR="--logtostderr=true"  

  6.   

  7. # journal message level, 0 is debug  

  8. KUBE_LOG_LEVEL="--v=0"  

  9.   

  10. # Should this cluster be allowed to run privleged docker containers  

  11. KUBE_ALLOW_PRIV="--allow_privileged=false"  


4.二、【/etc/kubernetes/apiserver】

view plainprint?

  1. # The address on the local server to listen to.  

  2. KUBE_API_ADDRESS="--address=0.0.0.0"  

  3.   

  4. # The port on the local server to listen on.  

  5. KUBE_API_PORT="--port=8080"  

  6.   

  7. # How the replication controller and scheduler find the kube-apiserver  

  8. KUBE_MASTER="--master=192.168.1.200:8080"  

  9.   

  10. # Port minions listen on  

  11. KUBELET_PORT="--kubelet_port=10250"  

  12.   

  13. # Address range to use for services  

  14. KUBE_SERVICE_ADDRESSES="--portal_net=10.254.0.0/16"  

  15.   

  16. # Add you own!  

  17. KUBE_API_ARGS=""  


4.三、【/etc/kubernetes/controller-manager】

view plainprint?

  1. # Comma seperated list of minions  

  2. KUBELET_ADDRESSES="--machines= 192.168.1.201,192.168.1.202"  

  3.   

  4. # Add you own!  

  5. KUBE_CONTROLLER_MANAGER_ARGS=""  


4.四、【/etc/kubernetes/scheduler】

view plainprint?

  1. # Add your own!  

  2. KUBE_SCHEDULER_ARGS=""  


    启动master侧相关服务
    

引用


    # systemctl daemon-reload
    # systemctl start kube-apiserver.service kube-controller-manager.service kube-scheduler.service
    # systemctl enable kube-apiserver.service kube-controller-manager.service kube-scheduler.service
    


    5）Kubernetes配置（仅minion主机）
        minion运行两个组件,包括kubelet、proxy，相关配置项也只涉及这两块。
    Docker启动脚本更新
    # vi /etc/sysconfig/docker
    添加：-H tcp://0.0.0.0:2375，最终配置以下，以便之后提供远程API维护。
    OPTIONS=--selinux-enabled -H tcp://0.0.0.0:2375 -H fd://

    修改minion防火墙配置，一般master找不到minion主机多半是因为端口没有连通。
    iptables -I INPUT -s 192.168.1.200 -p tcp --dport 10250 -j ACCEPT

    修改kubernetes minion端配置，以192.168.1.201主机为例，其它minion主机同理。
5.一、【/etc/kubernetes/config】

view plainprint?

  1. # Comma seperated list of nodes in the etcd cluster  

  2. KUBE_ETCD_SERVERS="--etcd_servers=http://192.168.1.10:4001"  

  3.   

  4. # logging to stderr means we get it in the systemd journal  

  5. KUBE_LOGTOSTDERR="--logtostderr=true"  

  6.   

  7. # journal message level, 0 is debug  

  8. KUBE_LOG_LEVEL="--v=0"  

  9.   

  10. # Should this cluster be allowed to run privleged docker containers  

  11. KUBE_ALLOW_PRIV="--allow_privileged=false"  


5.二、【/etc/kubernetes/kubelet】

view plainprint?

  1. ###  

  2. # kubernetes kubelet (minion) config  

  3.   

  4. # The address for the info server to serve on (set to 0.0.0.0 or "" for all interfaces)  

  5. KUBELET_ADDRESS="--address=0.0.0.0"  

  6.   

  7. # The port for the info server to serve on  

  8. KUBELET_PORT="--port=10250"  

  9.   

  10. # You may leave this blank to use the actual hostname  

  11. KUBELET_HOSTNAME="--hostname_override=192.168.1.201"  

  12.   

  13. # Add your own!  

  14. KUBELET_ARGS=""  


5.三、【/etc/kubernetes/proxy】

view plainprint?

  1. KUBE_PROXY_ARGS=""  


启动kubernetes服务
    

引用


# systemctl daemon-reload
# systemctl enable docker.service kubelet.service kube-proxy.service
# systemctl start docker.service kubelet.service kube-proxy.service
    


三、校验安装(在master主机操做，或可访问master主机8080端口的client api主机)
  1) kubernetes经常使用命令
    

引用


# kubectl get minions    #查查看minion主机
# kubectl get pods    #查看pods清单
# kubectl get services 或 kubectl get services -o json    #查看service清单
# kubectl get replicationControllers    #查看replicationControllers清单
# for i in `kubectl get pod|tail -n +2|awk '{print $1}'`; do kubectl delete pod $i; done    #删除全部pods
    


    或者经过Server api for REST方式（推荐，及时性更高）：
    

引用


# curl -s -L http://192.168.1.200:8080/api/v1beta1/version | python -mjson.tool    #查看kubernetes版本
# curl -s -L http://192.168.1.200:8080/api/v1beta1/pods | python -mjson.tool    #查看pods清单
# curl -s -L http://192.168.1.200:8080/api/v1beta1/replicationControllers | python -mjson.tool    #查看replicationControllers清单
# curl -s -L http://192.168.1.200:8080/api/v1beta1/minions | python -m json.tool    #查查看minion主机
# curl -s -L http://192.168.1.200:8080/api/v1beta1/services | python -m json.tool    #查看service清单
    


注：在新版kubernetes中，全部的操做命令都整合至kubectl，包括kubecfg、kubectl.sh、kubecfg.sh等

  2）建立测试pod单元
   # /home/kubermange/pods && cd /home/kubermange/pods
   # vi apache-pod.json

view plainprint?

  1. {  

  2.   "id": "fedoraapache",  

  3.   "kind": "Pod",  

  4.   "apiVersion": "v1beta1",  

  5.   "desiredState": {  

  6.     "manifest": {  

  7.       "version": "v1beta1",  

  8.       "id": "fedoraapache",  

  9.       "containers": [{  

  10.         "name": "fedoraapache",  

  11.         "p_w_picpath": "fedora/apache",  

  12.         "ports": [{  

  13.           "containerPort": 80,  

  14.           "hostPort": 8080  

  15.         }]  

  16.       }]  

  17.     }  

  18.   },  

  19.   "labels": {  

  20.     "name": "fedoraapache"  

  21.   }  

  22. }  


    # kubectl create -f apache-pod.json
    # kubectl get pod

引用


NAME                IMAGE(S)            HOST                LABELS              STATUS
fedoraapache        fedora/apache       192.168.1.202/      name=fedoraapache   Running


    启动浏览器访问http://192.168.1.202:8080/，对应的服务端口切记在iptables中已添加。效果图以下：
点击在新窗口中浏览此图片
    观察kubernetes在etcd中的数据存储结构
点击在新窗口中浏览此图片

    观察单个pods的数据存储结构，以json的格式存储。
点击在新窗口中浏览此图片

2、实战操做
    任务：经过Kubernetes建立一个LNMP架构的服务集群，以及观察其负载均衡，涉及镜像“yorko/webserver”已经push至registry.hub.docker.com，你们能够经过“docker pull yorko/webserver”下载。
    

引用


    # mkdir -p /home/kubermange/replication && mkdir -p /home/kubermange/service
    # cd /home/kubermange/replication 
    


一、 建立一个replication ，本例直接在replication模板中建立pod并复制，也可独立建立pod再经过replication来复制。
【replication/lnmp-replication.json】

view plainprint?

  1. {  

  2.   "id": "webserverController",  

  3.   "kind": "ReplicationController",  

  4.   "apiVersion": "v1beta1",  

  5.   "labels": {"name": "webserver"},  

  6.   "desiredState": {  

  7.     "replicas": 2,  

  8.     "replicaSelector": {"name": "webserver_pod"},  

  9.     "podTemplate": {  

  10.       "desiredState": {  

  11.          "manifest": {  

  12.            "version": "v1beta1",  

  13.            "id": "webserver",  

  14.            "volumes": [  

  15.              {"name":"httpconf", "source":{"hostDir":{"path":"/etc/httpd/conf"}}},  

  16.              {"name":"httpconfd", "source":{"hostDir":{"path":"/etc/httpd/conf.d"}}},  

  17.              {"name":"httproot", "source":{"hostDir":{"path":"/data"}}}  

  18.             ],  

  19.            "containers": [{  

  20.              "name": "webserver",  

  21.              "p_w_picpath": "yorko/webserver",  

  22.              "command": ["/bin/sh", "-c", "/usr/bin/supervisord -c /etc/supervisord.conf"],  

  23.              "volumeMounts": [  

  24.                {"name":"httpconf", "mountPath":"/etc/httpd/conf"},  

  25.                {"name":"httpconfd", "mountPath":"/etc/httpd/conf.d"},  

  26.                {"name":"httproot", "mountPath":"/data"}  

  27.               ],  

  28.              "cpu": 100,  

  29.              "memory": 50000000,  

  30.              "ports": [{  

  31.                "containerPort": 80,  

  32.              },{  

  33.                "containerPort": 22,  

  34.             }]  

  35.            }]  

  36.          }  

  37.        },  

  38.        "labels": {"name": "webserver_pod"},  

  39.       },  

  40.   }  

  41. }  


    执行建立命令
    #kubectl create -f lnmp-replication.json
    观察生成的pod副本清单：
[root@SN2014-12-200 replication]# kubectl get pod

引用


NAME                                   IMAGE(S)            HOST                LABELS               STATUS
84150ab7-89f8-11e4-970d-000c292f1620   yorko/webserver     192.168.1.202/      name=webserver_pod   Running
84154ed5-89f8-11e4-970d-000c292f1620   yorko/webserver     192.168.1.201/      name=webserver_pod   Running
840beb1b-89f8-11e4-970d-000c292f1620   yorko/webserver     192.168.1.202/      name=webserver_pod   Running
84152d93-89f8-11e4-970d-000c292f1620   yorko/webserver     192.168.1.202/      name=webserver_pod   Running
840db120-89f8-11e4-970d-000c292f1620   yorko/webserver     192.168.1.201/      name=webserver_pod   Running
8413b4f3-89f8-11e4-970d-000c292f1620   yorko/webserver     192.168.1.201/      name=webserver_pod   Running


二、建立一个service，经过selector指定 "name": "webserver_pod"与pods关联。
【service/lnmp-service.json】

view plainprint?

  1. {  

  2.   "id": "webserver",  

  3.   "kind": "Service",  

  4.   "apiVersion": "v1beta1",  

  5.   "selector": {  

  6.     "name": "webserver_pod",  

  7.   },  

  8.   "protocol": "TCP",  

  9.   "containerPort": 80,  

  10.   "port": 8080  

  11. }  


    执行建立命令：
    # kubectl create -f lnmp-service.json

    登陆minion主机（192.168.1.201），查询主宿机生成的iptables转发规则（最后一行）
    # iptables -nvL -t nat

引用


Chain KUBE-PROXY (2 references)
pkts bytes target     prot opt in     out     source               destination         
    2   120 REDIRECT   tcp  --  *      *       0.0.0.0/0            10.254.102.162       /* kubernetes */ tcp dpt:443 redir ports 47700
    1    60 REDIRECT   tcp  --  *      *       0.0.0.0/0            10.254.28.74         /* kubernetes-ro */ tcp dpt:80 redir ports 60099
    0     0 REDIRECT   tcp  --  *      *       0.0.0.0/0            10.254.216.51        /* webserver */ tcp dpt:8080 redir ports 40689


    访问测试，http://192.168.1.201:40689/info.php，刷新浏览器发现proxy后端的变化，默认为随机轮循算法。
点击在新窗口中浏览此图片
点击在新窗口中浏览此图片

3、测试过程
    一、pods自动复制、销毁测试，观察kubernetes自动保持副本数（6份）
删除replicationcontrollers中一个副本fedoraapache
[root@SN2014-12-200 pods]# kubectl delete pods fedoraapache
I1219 23:59:39.305730    9516 restclient.go:133] Waiting for completion of operation 142530
fedoraapache

引用


[root@SN2014-12-200 pods]# kubectl get pods
NAME                                   IMAGE(S)            HOST                LABELS              STATUS
5d70892e-8794-11e4-970d-000c292f1620   fedora/apache       192.168.1.201/      name=fedoraapache   Running
5d715e56-8794-11e4-970d-000c292f1620   fedora/apache       192.168.1.202/      name=fedoraapache   Running
5d717f8d-8794-11e4-970d-000c292f1620   fedora/apache       192.168.1.202/      name=fedoraapache   Running
5d71c584-8794-11e4-970d-000c292f1620   fedora/apache       192.168.1.201/      name=fedoraapache   Running
5d71a494-8794-11e4-970d-000c292f1620   fedora/apache       192.168.1.202/      name=fedoraapache   Running


#自动生成出一个副本，保持6份的效果

引用


[root@SN2014-12-200 pods]# kubectl get pods
NAME                                   IMAGE(S)            HOST                LABELS              STATUS
5d717f8d-8794-11e4-970d-000c292f1620   fedora/apache       192.168.1.202/      name=fedoraapache   Running
5d71c584-8794-11e4-970d-000c292f1620   fedora/apache       192.168.1.201/      name=fedoraapache   Running
5d71a494-8794-11e4-970d-000c292f1620   fedora/apache       192.168.1.202/      name=fedoraapache   Running
2a8fb993-8798-11e4-970d-000c292f1620   fedora/apache       192.168.1.201/      name=fedoraapache   Running
5d70892e-8794-11e4-970d-000c292f1620   fedora/apache       192.168.1.201/      name=fedoraapache   Running
5d715e56-8794-11e4-970d-000c292f1620   fedora/apache       192.168.1.202/      name=fedoraapache   Running


二、测试不一样角色模块中的hostPort
    1）pod中hostPort为空，而replicationcontrollers为指定端口，则异常；两侧都指定端口，相同或不一样时都异常；pod的hostport为指定，另replicationcon为空，则正常；pod的hostport为空，另replicationcon为空，则正常；结论是在replicationcontrollers场景不能指定hostport，不然异常，待持续测试。
    2）结论：在replicationcontronllers.json中，"replicaSelector": {"name": "webserver_pod"}要与"labels": {"name": "webserver_pod"}以及service中的"selector": {"name": "webserver_pod"｝保持一致；

请关注下篇《kubernetes与HECD架构的整合》，近期推出。

参考文献：
https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes/blob/master/docs/getting-started-guides/fedora/fedora_manual_config.md
https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes/blob/master/DESIGN.md
http://www.infoq.com/cn/articles/Kubernetes-system-architecture-introduction

转载请注明来源 http://blog.liuts.com/post/247/

相关文章
相关标签/搜索
每日一句
    每一个你不满意的现在，都有一个你没有努力的曾经。
本站公众号
   欢迎关注本站公众号,获取更多信息
联系我们 最近搜索 最新文章 沪ICP备13005482号-10 MyBatis教程 SQL 教程 MySQL教程 Java 教程 Thymeleaf 教程 Hibernate教程 Spring教程 Redis教程