“

在CentOS7.3下yum安装Kubernetes1.4傻瓜教程

一、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centos yum源上最新版本为1.4。本文介绍如何基于Centos7.3构建Kubernetes平台，在正式介绍之前，大家有必要先理解Kubernetes几个核心概念及其承担的功能。以下为Kubernetes的架构设计图：


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是一个可以被创建、销毁、调度、管理的最小的部署单元。比如一个或一组容器。
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，往往一个应用需要多个Pod来支撑，并且可以保证其复制的副本数，即使副本所调度分配的主宿机出现异常，通过Replication Controller可以保证在其它主宿机启用同等数量的Pod。Replication Controller可以通过repcon模板来创建多个Pod副本，同样也可以直接复制已存在Pod，需要通过Label selector来关联。
3. Services
  Services是Kubernetes最外围的单元，通过虚拟一个访问IP及服务端口，可以访问我们定义好的Pod资源，目前的版本是通过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。如果与我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。
4. 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，但对这些单元本身进行操作时得使用name标签。
5. 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。
6. Deployment
  Kubernetes Deployment提供了官方的用于更新Pod和Replica Set（下一代的Replication Controller）的方法Kubernetes Deployment提供了官方的用于更新Pod和Replica Set（下一代的Replication Controller）的方法，您可以在Deployment对象中只描述您所期望的理想状态（预期的运行状态），Deployment控制器为您将现在的实际状态转换成您期望的状态，例如，您想将所有的webapp:v1.0.9升级成webapp:v1.1.0，您只需创建一个Deployment，Kubernetes会按照Deployment自动进行升级。现在，您可以通过Deployment来创建新的资源（pod，rs，rc），替换已经存在的资源等。
  Deployment集成了上线部署、滚动升级、创建副本、暂停上线任务，恢复上线任务，回滚到以前某一版本（成功/稳定）的Deployment等功能，在某种程度上，Deployment可以帮我们实现无人值守的上线，大大降低我们的上线过程的复杂沟通、操作风险

二、Kubernetes集群部署

三、在上面的集群上搭建基于redis和docker的留言簿案例

1、启动redis master
  使用deployment确保只有一个pod在运行（当某个节点down了，deploy会在另一个健康的node启动redis master），但可能会有数据丢失。

[root@master guestbook]# kubectl create -f redis-master-deployment.yaml 
deployment "redis-master" created
[root@master guestbook]#

[root@master guestbook]# kubectl get deploy
NAME           DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
redis-master   1         1         1            1           3m
[root@master guestbook]# 

[root@master guestbook]# kubectl get pods
NAME                           READY     STATUS    RESTARTS   AGE
redis-master-517881005-c3qek   1/1       Running   0          4m
[root@master guestbook]#

2、启动master service
  一个kubernetes service会对一个或多个container进行负载均衡，这是通过我们上面redis-master中定义的labels元数据实现的，值得注意的是，在redis中只有一个master，但是我们依然为它创建一个service，这是因为这样我们就能使用一个elastic IP来路由到具体某一个master。
  kubernetes集群中的service是通过container中的环境变量实现服务发现的，service基于pod label实现container的负载均衡。
  在第一步中创建的pod包含了一个label“name=redis-master”，service的selector字段决定了service将流量转发给哪个pod，port和targetPort信息定义了service proxy运行在什么端口。

[root@master guestbook]# kubectl create -f redis-master-service.yaml 
service "redis-master" created
[root@master guestbook]#

root@master guestbook]# kubectl get svc
NAME           CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE
kubernetes     10.254.0.1               443/TCP    33m
redis-master   10.254.203.144           6379/TCP   58s
[root@master guestbook]#

  上面的运行成功后，所有pods都能发现redis master运行在6379端口，从salve到master流量走向会有以下两步：
1) 一个redis slave会连接到redis master service的port上
2) 流量会从service节点上的port到targetPort,如果targetPort未指定，默认和port一致

3、启动replicated slave pod
  虽然redis master是一个单独的pod，redis slaves是一个replicated pod，在Kubernetes中，一个Replication Controller负责管理一个replicated pod的多个实例，RC会自动拉起down掉的replica（可以通过杀死docker 进程方式简单测试）

[root@master guestbook]# kubectl create -f redis-slave-deployment.yaml 
deployment "redis-slave" created
[root@master guestbook]#


[root@master guestbook]# kubectl get deploy
NAME           DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
redis-master   1         1         1            1           17m
redis-slave    2         2         2            2           24s
[root@master guestbook]# 

[root@master guestbook]# kubectl get pods -o wide
NAME                           READY     STATUS    RESTARTS   AGE       IP            NODE
redis-master-517881005-c3qek   1/1       Running   0          18m       10.255.73.2   node2
redis-slave-1885102530-brg9b   1/1       Running   0          1m        10.255.73.3   node2
redis-slave-1885102530-o8y5p   1/1       Running   0          1m        10.255.70.2   node1
[root@master guestbook]#  
可以看到一个master pod和两个slave pod

4、启动slave service
和master一样，我们希望有一个代理服务连接到redis slave，除了服务发现之外，slave service还为web app client提供了透明代理。
这次service 的selector是name=redis-slave，我们可以方便的使用kubectl get services -l “label=value”命令来定位这些服务

[root@master guestbook]# kubectl create -f redis-slave-service.yaml
service “redis-slave” created
[root@master guestbook]#

[root@master guestbook]# kubectl get svc -o wide
NAME CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE SELECTOR
kubernetes 10.254.0.1 443/TCP 44m
redis-master 10.254.203.144 6379/TCP 12m app=redis,role=master,tier=backend
redis-slave 10.254.0.214 6379/TCP 38s app=redis,role=slave,tier=backend
[root@master guestbook]#

5、创建frontend pod
这是一个简单的PHP 服务，用来和master service（写请求）或slave service（读请求）交互

[root@master guestbook]# kubectl create -f frontend-deployment.yaml 
deployment "frontend" created
[root@master guestbook]# 

[root@master guestbook]# kubectl get deploy
NAME           DESIRED   CURRENT   UP-TO-DATE   AVAILABLE   AGE
frontend       3         3         3            2           13s
redis-master   1         1         1            1           22m
redis-slave    2         2         2            2           5m
[root@master guestbook]# 

[root@master guestbook]# kubectl get pods -o wide
NAME                           READY     STATUS    RESTARTS   AGE       IP            NODE
frontend-941252965-8rvrb       1/1       Running   0          1m        10.255.73.4   node2
frontend-941252965-ka3vd       1/1       Running   0          1m        10.255.70.3   node1
frontend-941252965-qqamp       1/1       Running   0          1m        10.255.70.4   node1
redis-master-517881005-c3qek   1/1       Running   0          24m       10.255.73.2   node2
redis-slave-1885102530-brg9b   1/1       Running   0          7m        10.255.73.3   node2
redis-slave-1885102530-o8y5p   1/1       Running   0          7m        10.255.70.2   node1
[root@master guestbook]# 
可以看到一个redis master，两个redis slave和三个frontend pods

6、创建guestbook service
和其他service一样，你可以创建一个service管理frontend pods

[root@master guestbook]# kubectl create -f frontend-service.yaml 
service "frontend" created
[root@master guestbook]# 

[root@master guestbook]# kubectl get svc -o wide
NAME           CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)    AGE       SELECTOR
frontend       10.254.18.215            80/TCP     44s       app=guestbook,tier=frontend
kubernetes     10.254.0.1               443/TCP    50m       
redis-master   10.254.203.144           6379/TCP   18m       app=redis,tier=backend
redis-slave    10.254.0.214             6379/TCP   6m        app=redis,tier=backend
[root@master guestbook]#

我们可以通过frontend service（10.254.18.215）访问pods

7、外部网络访问guestbook
http://192.168.3.54:30001 可以直接访问了
[root@node2 ~]# curl http://192.168.3.54:30001

Guestbook
    
    
    
    
  
  
    
   

  
 
 
   
Guestbook
 
 
   
 Submit 
 
   
 
    

      {{msg}} 
    
 
   
 

  
  

[root@node2 ~]#

附: 本案例用到的6个.yaml文件

1、redis-master-deployment.yaml

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
Metadata:
  name: redis-master
  # these labels can be applied automatically 
  # from the labels in the pod template if not set
  # labels:
  #   app: redis
  #   role: master
  #   tier: backend
spec:
  # this replicas value is default
  # modify it according to your case
  replicas: 1
  # selector can be applied automatically 
  # from the labels in the pod template if not set
  # selector:
  #   matchLabels:
  #     app: guestbook
  #     role: master
  #     tier: backend
  template:
    Metadata:
      labels:
        app: redis
        role: master
        tier: backend
    spec:
      containers:
      - name: master
        image: redis
        resources:
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 100Mi
        ports:
        - containerPort: 6379

2、redis-master-service.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
Metadata:
  name: redis-master
  labels:
    app: redis
    role: master
    tier: backend
spec:
  ports:
    # the port that this service should serve on
  - port: 6379
    targetPort: 6379
  selector:
    app: redis
    role: master
    tier: backend

3、redis-slave-deployment.yaml

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
Metadata:
  name: redis-slave
  # these labels can be applied automatically
  # from the labels in the pod template if not set
  # labels:
  #   app: redis
  #   role: slave
  #   tier: backend
spec:
  # this replicas value is default
  # modify it according to your case
  replicas: 2
  # selector can be applied automatically
  # from the labels in the pod template if not set
  # selector:
  #   matchLabels:
  #     app: guestbook
  #     role: slave
  #     tier: backend
  template:
    Metadata:
      labels:
        app: redis
        role: slave
        tier: backend
    spec:
      containers:
      - name: slave
        image: kubeguide/guestbook-redis-slave
        resources:
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 100Mi
        env:
        - name: GET_HOSTS_FROM
          value: env
          # If your cluster config does not include a dns service,then to
          # instead access an environment variable to find the master
          # service's host,comment out the 'value: dns' line above,and
          # uncomment the line below.
          # value: env
        ports:
        - containerPort: 6379

4、redis-slave-service.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
Metadata:
  name: redis-slave
  labels:
    app: redis
    role: slave
    tier: backend
spec:
  ports:
    # the port that this service should serve on
  - port: 6379
  selector:
    app: redis
    role: slave
    tier: backend

5、frontend-deployment.yaml

apiVersion: extensions/v1beta1
kind: Deployment
Metadata:
  name: frontend
  # these labels can be applied automatically
  # from the labels in the pod template if not set
  # labels:
  #   app: guestbook
  #   tier: frontend
spec:
  # this replicas value is default
  # modify it according to your case
  replicas: 3
  # selector can be applied automatically
  # from the labels in the pod template if not set
  # selector:
  #   matchLabels:
  #     app: guestbook
  #     tier: frontend
  template:
    Metadata:
      labels:
        app: guestbook
        tier: frontend
    spec:
      containers:
      - name: PHP-redis
        image: kubeguide/guestbook-PHP-frontend
        resources:
          requests:
            cpu: 100m
            memory: 100Mi
        env:
        - name: GET_HOSTS_FROM
          value: env
          # If your cluster config does not include a dns service,then to
          # instead access environment variables to find service host
          # info,and uncomment the
          # line below.
          # value: env
        ports:
        - containerPort: 80

6、frontend-service.yaml

apiVersion: v1
kind: Service
Metadata:
  name: frontend
  labels:
    app: guestbook
    tier: frontend
spec:
  # if your cluster supports it,uncomment the following to automatically create
  # an external load-balanced IP for the frontend service.
  # type: LoadBalancer
  type: NodePort
  ports:
    # the port that this service should serve on
  - port: 80
    nodePort: 30001
  selector:
    app: guestbook
    tier: frontend