# K8s介绍
[官网](https://kubernetes.io/)

用官网的话术介绍K8s:
Kubernetes(K8s)，是用于自动部署、扩容、缩容和管理容器化应用程序的开源系统。它将组成应用程序的容器组合成逻辑单元，以便于管理和服务发现。Kubernetes源自google 15年生产环境的运维经验，同时凝聚了社区最佳创意和实践。

简单讲，K8s就是一个生产级别的容器编排平台和集群管理系统，不仅能够创建、调度容器，还能够监控、管理服务器，它凝聚了 Google 等大公司和 开源社区的集体智慧，从而让中小型公司也可以具备轻松运维海量计算节点——也就是“云计算”的能力。

## K8s核心组件

1.Master节点
      
API Server 
             Apiserver是整个K8s系统的唯一入口，以RESTful API提供接口服务，并且加上了验证、授权等功能，所有其他组件都只能和它直接通信，可以说是 K8s里的联络员。

Controller-manager
            控制中心，负责维护容器和节点等资源的状态，实现故障检测、服务迁移、应用伸缩等功能。
            因为节点状态和Pod信息都存储在etcd里，所以要通过apiserver获得信息，才能够实现对资源的各种操作。

Scheduler
            调度器，负责容器的编排工作，检查节点的资源状态，把Pod调度到最适合的节点上运行。

Etcd
            是一个高可用的分布式Key-Value数据库，用来持久化存储系统里的各种资源对象和状态。
            注意它只与apiserver有直接联系，也就是说任何其他组件想要读写etcd里的数据都必须经过apiserver。


2.Node节点
     
Kubelet
            是Master在Node节点上的Agent，通过指挥容器引擎实现管理本机运⾏容器，⽐如创建容器、Pod挂载数据卷、下载secret、获取容器和节点状态等⼯作。

Kube-proxy
            在Node节点上实现Pod⽹络代理，维护⽹络规则和四层负载均衡⼯作。

Container-runtime
           容器运行时，即容器引擎，例如docker、containerd、podman。是容器和镜像的实际使用者，在 kubelet 的指挥下创建容器，管理Pod的生命周期。

# K8s单机板搭建 基于containerd

## 准备工作
关闭防火墙firewalld
```
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
```
关闭selinux
```
sed -i 's/^SELINUX=.*/SELINUX=disabled/' /etc/selinux/config
setenforce 0
```
设置主机名
```
hostnamectl set-hostname k8s-master
hostnamectl set-hostname k8s-node1
hostnamectl set-hostname k8s-node2
```
设置/etc/hosts  
```
cat /etc/hosts
127.0.0.1   localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4
::1         localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6
192.168.159.105 k8s-master
192.168.159.106 k8s-node01
192.168.159.107 k8s-node02
```
关闭swap
```
swapoff -a 
永久关闭，vi  /etc/fstab 注释掉swap那行
```

将桥接的ipv4流量传递到iptables链
```
modprobe br_netfilter   ##生成bridge相关内核参数

cat > /etc/sysctl.d/k8s.conf << EOF
net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.ipv4.ip_forward = 1
EOF

sysctl --system # 生效
```
时间同步
```
yum install -y chrony;
systemctl start chronyd;
systemctl enable chronyd
```
## 安装containerd

安装yum-utils工具
```
yum install -y yum-utils  
```

配置Docker官方的yum仓库，如果做过，可以跳过
```
yum-config-manager \
    --add-repo \
    https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
```

安装containerd
```
yum install containerd.io -y
```

启动服务
```
systemctl enable containerd
systemctl start containerd
```

生成默认配置
```
containerd  config default > /etc/containerd/config.toml
```

修改配置
```
vi  /etc/containerd/config.toml
sandbox_image = "registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/pause:3.8"   # 修改为阿里云镜像地址
SystemdCgroup = true                                                              # 使用systemd cgroup
```

重启containerd服务
```
systemctl restart containerd
```
## 安装kubeadm、kubelet和kubectl
```bash
由于官方k8s源在google，国内无法访问，这里使用阿里云yum源

# 执行配置k8s阿里云源
cat <<EOF > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64/
enabled=1
gpgcheck=1
repo_gpgcheck=1
gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
EOF

# 安装kubeadm和kubelet，启动kubelet
yum install -y kubelet-1.25.4 kubeadm-1.25.4 kubectl-1.25.4;
systemctl start kubelet.service;
systemctl enable kubelet.service

# 设置crictl连接 containerd
crictl config --set runtime-endpoint=unix:///run/containerd/containerd.sock
```
## 初始化集群
```bash
kubeadm init --image-repository=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers --apiserver-advertise-address=192.168.1.132 --kubernetes-version=v1.25.4  --service-cidr=10.15.0.0/16  --pod-network-cidr=10.18.0.0/16

# 创建目录
mkdir -p $HOME/.kube
cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config
chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config

# 获取节点信息
kubectl get node 
kubectl get pod --all-namespaces
```

## 安装calico网络
```bash
curl https://raw.githubusercontent.com/projectcalico/calico/v3.25.0/manifests/calico.yaml -O
```
> 注意：下载需要外网。  
> 可手动导入文件(复制粘贴) [calico.yaml](https://gitee.com/wynne217/read-the-docs/blob/master/source/%E6%9C%8D%E5%8A%A1/K8S/calico.yaml)

下载完后还需要修改里面定义 Pod 网络（CALICO_IPV4POOL_CIDR），与前面 kubeadm init 的 --podnetwork-cidr 指定的一样
```bash
vim calico.yaml
# - name: CALICO_IPV4POOL_CIDR
# value: "192.168.0.0/16"
#取消注释，修改为如下：
- name: CALICO_IPV4POOL_CIDR
  value: "10.18.0.0/16"


# 部署
kubectl apply -f calico.yaml

# 查看
kubectl get pods -n kube-system
```

## 安装dashboard(可视化管理集群)
```bash
# 下载yaml文件
curl -O https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v2.5.1/aio/deploy/recommended.yaml
```
> 注意：下载需要外网。  
> 可手动导入文件(复制粘贴) [recommended.yaml](https://gitee.com/wynne217/read-the-docs/blob/master/source/%E6%9C%8D%E5%8A%A1/K8S/recommended.yaml)

```bash
# 修改配置文件
vi  recommended.yaml
#修改内如
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  labels:
    k8s-app: kubernetes-dashboard
  name: kubernetes-dashboard
  namespace: kubernetes-dashboard  ##这是第38行
spec:
  type: NodePort  ###添加这行
  ports:
    - port: 443
      targetPort: 8443
      nodePort: 30002  ###添加这行
  selector:
    k8s-app: kubernetes-dashboard

# 创建pod
kubectl apply -f recommended.yaml 

# 查看
kubectl get pod -n kubernetes-dashboard
kubectl get svc -n kubernetes-dashboard
```
> 注意： 如果`kubectl get pod -n kubernetes-dashboard`查看的状态一直是`pendding`，说明有问题：
> ```bash
> # 查看原因
> kubectl describe pod kubernetes-dashboard -n kubernetes-dashboard
>
> Warning  FailedScheduling  4m31s (x18 over 89m)  default-scheduler  0/1 nodes are available: 1 node(s) had untolerated taint {node-role.kubernetes.io/control-plane: }. preemption: 0/1 nodes are available: 1 Preemption is not helpful for scheduling.
>
> # 这是因为master节点上不允许该pod部署，需要解除限制：
> kubectl taint nodes --all node-role.kubernetes.io/control-plane-
> ```

浏览器访问：https://192.168.1.132:30002
> 注意：chrome浏览器访问有时候会出现“该网站发回了异常的错误凭据。这可能是因为有攻击者在试图冒充”。  
> 解决：空白地方输入： thisisunsafe  
> 或者更换浏览器，如：火狐浏览器  

创建 service account 并绑定默认 cluster-admin 管理员集群⻆色：
```bash
# 创建用户
kubectl create serviceaccount dashboard-admin -n kubernetes-dashboard
# 用户授权
kubectl create clusterrolebinding dashboard-admin --clusterrole=cluster-admin --serviceaccount=kubernetes-dashboard:dashboard-admin
# 获取用户Token
kubectl create token dashboard-admin -n kubernetes-dashboard
```
使用输出的token登陆Dashboard

## （Containerd）crictl命令用法
### 镜像相关

| 镜像相关功能 | Docker | Containerd |
|----|----|----|
| 镜像拉取 | docker pull | crictl pull |
| 镜像推送 | docker push | 无，例如buildk |
| 镜像删除 | docker rmi | crictl rmi |
| 镜像列表 | docker images | crictl images |
| 镜像搜索 | docker search | crictl search |
| 镜像详情 | docker inspect IMAGE-ID | crictl inspect IMAGE-ID |
| 镜像加载 | docker load | crictl load |
| 镜像导出 | docker save | crictl save |
| 镜像导入 | docker load | crictl load |

### 容器相关

| 容器相关功能 | Docker | Containerd |
|----|----|----|
| 显示容器列表 | docker ps | crictl ps |
| 创建容器 | docker create | crictl create |
| 启动容器 | docker start | crictl start |
| 停止容器 | docker stop | crictl stop |
|删除容器 | docker rm | crictl rm |
|容器详情 | docker inspect | crictl inspect |
|附加容器 | docker attach | crictl attach |
|执行命令 | docker exec | crictl exec |
|查看日志 | docker logs | crictl logs |
|查看容器资源 | docker stats | crictl stats |

### pod相关

| pod相关功能 | Docker | Containerd |
|----|----|----|
|显示pod列表 | 无 | crictl pods |
|查看pod详情 | 无 | crictl inspectp |
|运行pod | 无 | crictl runp |
|停止pod | 无 | crictl stopp |

## 在K8s里快速部署一个应用
```bash
# 创建deployment
#deploymnet名字为testdp  镜像为nginx:1.23.2
kubectl create deployment testdp --image=nginx:1.23.2

# 查看deployment
kubectl get deployment

# 查看pod
kubectl get pods

# 查看pod详情
kubectl describe pod testdp-786fdb4647-pbm7b

# 创建service，暴漏pod端口到node节点上
kubectl expose deployment testdp --port=80 --type=NodePort --target-port=80  --name=testsvc

# 查看service
#可以看到暴漏端口为一个大于30000的随机端口，浏览器里访问 192.168.0.14:31693
kubectl get svc
```

## K8s主要资源罗列
### pod
K8s里最小部署单元，是整个K8s最核心的资源对象，它是一组容器的集合，可以只是单个容器，也可以多个容器。

pod相关操作命令：

|命令|说明|
|----|----|
|kubectl run podname --image=镜像|启动容器|
|kubectl get pods|查看pod列表|
|kubectl describe pod  podname|查看pod详情|
|kubectl exec -it podname -- /bin/bash|进入pod容器|
|kubectl delete pod podname|删除pod|
|kubectl logs podname|查看pod日志|

### Deployment
比pod更高一层及的资源对象，它提供了一种对pod的管理方式，它可以很方便地实现pod的扩容、缩容、升级、回滚。

Deployment相关操作命令：

|命令|说明|
|----|----|
|kubectl create deployment dpname --image=镜像|创建deployment|
|kubectl get deployment|查看deployment列表|
|kubectl describe deployment dpname|查看deployment详情|
|kubectl delete deployment dpname|删除deployment|
|kubectl scale deployment dpname --replicas=n|扩容deployment|
|kubectl rollout undo deployment dpname|回滚deployment|

### Service
为pod提供负载均衡、对外统一访问入口，用户访问具体pod时，不需要关心pod地址，而只需要通过这个固定的Service地址来访问

Service相关操作命令：

|命令|说明|
|----|----|
|kubectl expose deployment dpname --port=service端口 --type=NodePort --target-port=pod监听端口  --name=svcname|创建service，同时定义暴漏port|
|kubectl get svc|查看service列表|
|kubectl describe svc svcname|查看service详情|
|kubectl delete svc svcname|删除service|

service 的类型：
- ClusterIP：提供一个集群内部的虚拟IP以供Pod访问（service默认类型)
- NodePort：在每个Node上打开一个端口以供外部访问，Kubernetes将会在每个Node上打开一个端口并且每个kocde的端口都是一样的，通过NodeIp:NodePort的方式Kubernetes集群外部的程序可以访问Service。  
注:每个端口只能是一种服务，端口范围只能是 30000-32767。
- LoadBalancer：通过外部的负载均衡器来访问，通常在云平台部署LoadBalancer还需要额外的费用。

### Label
Label是一个键值对，其中键和值都由用户自定义，Label可以附加在各种资源对象上，如Node、Pod、Service、Deployment等。  
一个资源对象可以定义多个Label，同一个Label也可以被添加到任意数量的资源对象上。Label可以在定义对象时定义，也可以在对象创建完后动态添加或删除。

### Volume
Volume是pod中能够被多个容器访问的共享目录，kubernetes中的volume和docker中的volume不一样，主要有以下几个方面：
- kubernetes的volume定义在pod上，然后被一个pod里的多个容器挂载到具体的目录下
- kubernetes的volume与pod生命周期相同，但与容器的生命周期没关系，当容器终止或者重启时，volume中的数据并不会丢失
- kubernetes支持多种类型的volume，如glusterfs，ceph等先进的分布式文件系统

### PV(persistent volume)
PV可以理解成kubernetes集群中某个网络存储中对应的一块存储，它与volume类似，但有如下区别：
- PV只能是网络存储，不属于任何Node，但可以在每个Node上访问到
- PV并不是定义在pod上，而是独立于pod之外定义
- PV目前只有几种类型：GCE Persistent Disk、NFS、RBD、iSCSCI、AWS ElasticBlockStore、GlusterFS

### PVC(PersistentVolumeClaim)
如果某个pod想申请某种条件的PV，首先需要定义一个PVC对象

### NameSpace
当kubernetes集群中存在多租户的情况下，就需要有一种机制实现每个租户的资源隔离。而namespace的目的就是为了实现资源隔离。

Namespace相关操作命令：

|命令|说明|
|----|----|
|kubectl create namespace nsname|创建一个命名空间|
|kubectl get namespaces|查看所有命名空间。<br>default为默认命名空间，<br>kube-system：k8s系统外部的命名空间，<br>kube-public：公开的命名空间，谁都可以访问，<br>kube-node-lease：K8s 内部命名空间|
|kubectl -n nsname|查看资源时指定namespace|
|kubectl delete namespace nsname|删除一个命名空间|