Kubernetes (K8S) 集群架构与搭建方式详情

简介

Kubernetes（K8S）是一个开源的容器编排平台，用于自动化应用程序的部署、扩展和管理。本文将介绍K8S的常见集群架构和搭建方式，并详细说明如何基于Minikube搭建单节点K8S集群以及部署第一个K8S应用。

K8S常见集群架构和搭建方式

集群类型

1. 单master-Node集群

   • 一主多从，推荐测试环境使用。

   • 服务器要求：至少2台2核4G以上的云服务器。

2. 多master-Node集群

   • 多主多从（高可用集群），推荐生产环境使用。

   • 服务器要求：至少4台2核4G以上的云服务器。

3. 单节点K8S集群

   • 单个节点。

   • 服务器要求：至少一台2核4G以上的云服务器。

K8S搭建方式

1. kubeadm搭建（推荐）

   • 提供kubeadm init和kubeadm join命令，用于快速搭建K8S集群。

2. 二进制包搭建

   • 从GitHub下载发行版的二进制包，手动部署每个组件，组成Kubernetes集群。

   • 可以了解底层，但步骤繁琐，坑较多。

3. Minikube搭建

   • 轻量化的Kubernetes集群，适用于开发者和学习者。

   • 使用个人PC的虚拟化环境快速构建启动单节点K8S。

云服务器说明

        本地虚拟机或者其他系统，存在各种系统版本、内核参数调整、swap分区、网络问题等，为了避免兼容性问题，建议统一使用阿里云Linux CentOS 7.8。如果多节点集群搭建，可以使用阿里云的按量付费选择多台ECS服务器。

基于Minikube搭建单节点K8S集群

简介

Minikube是一种轻量化的Kubernetes集群，适用于开发者和学习者快速构建启动单节点K8S。

机器准备： 阿里云 CentOS 7.x，2核4G。

安装步骤

1. 安装Docker

   # 1.先安装yml
   yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
   # 2.设置阿里云镜像
   sudo yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
   
   # 3.查看可安装的docker版本
   yum list docker-ce --showduplicates | sort -r
   
   #4. 安装docker
   yum -y install docker-ce-20.10.10-3.el7
   
   #5. 查看docker版本
   docker -v
   
   #配置开机自启动
   systemctl enable docker.service
   
   #6. 启动docker
   systemctl start docker
   
   
   #7. 查看docker 启动状态
   systemctl status docker

2. 配置镜像源

   cat > /etc/yum.repos.d/kubernetes.repo << EOF
   [kubernetes]
   name=Kubernetes
   baseurl=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/repos/kubernetes-el7-x86_64
   enabled=1
   gpgcheck=0
   repo_gpgcheck=0
   gpgkey=https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/yum-key.gpg https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/yum/doc/rpm-package-key.gpg
   EOF

3. 安装kubectl

   yum install -y kubectl-1.18.0

4. 安装minikube

   curl -LO https://storage.googleapis.com/minikube/releases/v1.18.1/minikube-linux-amd64 && sudo install minikube-linux-amd64 /usr/local/bin/minikube

5. 检查minikube安装是否成功

   minikube version

6. 启动minikube

   minikube start --image-mirror-country='cn'  --driver=docker --force --kubernetes-version=1.18.1 --registry-mirror=https://registry.docker-cn.com
   

7. 查看集群信息

   kubectl cluster-info

快速部署第一个K8S应用

查看K8S集群信息

kubectl cluster-info

查看节点信息

kubectl get node

查看内部组件

kubectl get pod -A

部署第一个K8S应用-Nginx，并通过公网IP访问

1. 创建deployment（Pod控制器的一种, 直接删除pod后，会自动创建新的，需要删除deployment）

   kubectl create deployment xdclass-nginx --image=nginx:1.23.0
   
   

2. 对比Docker部署

   docker run --name xdclass-nginx -p 8080:80 -d nginx:1.23.0

3. 查看deployment和pod

   kubectl get deployment,pod,svc

4. 暴露80端口

   kubectl expose deployment xdclass-nginx --port=80 --type=NodePort

5. 转发端口（Mini Kube临时）

   kubectl port-forward --address 0.0.0.0 service/xdclass-nginx 80:80
   
   解释：
     kubectl port-forward 转发一个本地端口到 Pod 端口，不会返回数据，需要打开另一个终端来继续这个练习

注意事项

• Minikube的搭建与Kubeadm有所不同。

• NodePort不能通过IP+端口直接访问，需要通过Minikube service（内网访问）和端口转发（公网访问）。