k8s怎么组建的

K8s，即Kubernetes，是一个开源的容器编排平台。组建K8s集群的核心步骤包括：准备基础设施、安装Kubernetes组件、配置网络、部署应用。在这些步骤中，安装Kubernetes组件是最关键的一步。这一过程涉及安装Kubelet、Kubeadm和Kubectl，然后使用Kubeadm工具进行集群初始化和节点加入。下面详细介绍K8s集群的组建过程。

一、准备基础设施

1、选择基础设施： K8s集群可以部署在物理服务器、虚拟机或云服务上。常见的云服务提供商包括AWS、GCP、Azure等，用户可以根据实际需求选择合适的平台。

2、操作系统准备： 确保所有节点运行相同的操作系统版本，常用的是Ubuntu、CentOS等Linux发行版。需要更新系统并安装必要的软件包，如Docker等容器运行时环境。

3、网络配置： 配置所有节点的网络，确保它们能够互相通信。禁用交换分区（swap），这对K8s集群的性能优化非常重要。

二、安装Kubernetes组件

1、安装Docker： Docker是Kubernetes默认的容器运行时环境，安装并启动Docker服务。

sudo apt-get update sudo apt-get install -y docker.io sudo systemctl start docker sudo systemctl enable docker

2、安装Kubeadm、Kubelet和Kubectl： 这些是Kubernetes的核心组件，Kubeadm用于集群初始化，Kubelet运行在所有节点上，Kubectl是K8s的命令行工具。

sudo apt-get update sudo apt-get install -y apt-transport-https ca-certificates curl sudo curl -fsSL https://packages.cloud.google.com/apt/doc/apt-key.gpg | sudo apt-key add - echo "deb https://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list sudo apt-get update sudo apt-get install -y kubelet kubeadm kubectl sudo apt-mark hold kubelet kubeadm kubectl

三、初始化Kubernetes集群

1、使用Kubeadm初始化集群： 只需在主节点上运行以下命令即可初始化集群。

sudo kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16

这将输出一系列指令，包括如何配置Kubectl以及如何将工作节点加入到集群中。

2、配置Kubectl： 在主节点上配置Kubectl，以便使用K8s命令行工具管理集群。

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

3、安装网络插件： K8s需要一个网络插件来管理Pod之间的网络通信。常见的选择包括Flannel、Calico等。

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml

四、加入工作节点

1、获取加入命令： 初始化集群时，Kubeadm会输出一个加入命令，用于将工作节点加入到集群中。

kubeadm join <master-node-ip>:6443 --token <token> --discovery-token-ca-cert-hash sha256:<hash>

2、在工作节点上运行加入命令： 确保工作节点已安装Kubeadm、Kubelet和Kubectl，然后运行上述加入命令。

五、验证集群状态

1、查看节点状态： 使用Kubectl查看集群中所有节点的状态，确保它们都处于Ready状态。

kubectl get nodes

2、查看Pod状态： 确保所有系统Pod正常运行。

kubectl get pods --all-namespaces

六、部署应用

1、创建部署文件： 编写Kubernetes部署文件（YAML格式），定义应用的部署方式、所需的资源等。

apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: name: nginx-deployment spec: replicas: 3 selector: matchLabels: app: nginx template: metadata: labels: app: nginx spec: containers: - name: nginx image: nginx:1.14.2 ports: - containerPort: 80

2、应用部署文件： 使用Kubectl命令将部署文件应用到K8s集群中。

kubectl apply -f nginx-deployment.yaml

3、查看部署状态： 使用Kubectl命令查看应用的部署状态，确保所有Pod都已启动并运行。

kubectl get deployments kubectl get pods

七、扩展和管理集群

1、扩展集群： 使用Kubectl命令扩展或缩减应用的副本数，以应对流量变化。

kubectl scale deployment nginx-deployment --replicas=5

2、升级Kubernetes版本： 定期升级K8s组件以获得最新功能和安全补丁。可以使用Kubeadm工具进行版本升级。

3、监控和日志管理： 部署监控工具（如Prometheus、Grafana）和日志管理工具（如ELK Stack）来监控集群性能和收集日志数据。

通过以上步骤，你可以成功组建并管理一个K8s集群，灵活部署和扩展应用，提升系统的可靠性和可用性。

相关问答FAQs：

1. 什么是Kubernetes（K8s），它的基本组成是什么？

Kubernetes，简称K8s，是一个开源的容器编排平台，它简化了应用程序的自动化部署、扩展和管理。K8s的架构由多个核心组件构成，每个组件在集群中扮演着重要的角色。主要组成部分包括：

Master节点：负责集群的管理和控制，包含几个重要组件：
- API Server：作为K8s集群的前端，处理外部的REST请求。
- Controller Manager：监控集群状态并进行必要的调整，确保集群状态与期望状态一致。
- Scheduler：负责将Pod调度到适当的工作节点上。
- etcd：一个高可用的键值存储系统，用于保存集群的所有数据和状态。
Node节点：实际运行容器的计算资源。每个Node节点都运行以下组件：
- Kubelet：负责确保容器在节点上运行，并与API Server沟通以报告节点状态。
- Kube-Proxy：负责服务负载均衡和网络流量管理。
- Container Runtime：实际负责容器的运行，比如Docker或containerd。
Pod：Kubernetes中最小的部署单元，由一个或多个容器组成，运行在节点上。
Service：定义了Pod之间的网络访问策略和负载均衡策略，提供稳定的网络接口。
Volume：为Pod提供持久化存储支持，确保数据在Pod重启后依然存在。
Namespace：用于将集群资源划分为不同的隔离区域，以便进行资源管理和权限控制。

Kubernetes的这些组件共同协作，实现了自动化的容器编排功能，从而简化了大规模应用程序的管理和操作。

2. 如何搭建一个基本的Kubernetes集群？

搭建一个Kubernetes集群可以分为几个主要步骤，尽管具体操作可能因平台和工具的不同而有所变化。以下是搭建基本集群的一般步骤：

选择环境：可以在本地机器、虚拟机或云环境中搭建Kubernetes集群。常用的云平台包括AWS、Azure和Google Cloud，它们提供了托管的Kubernetes服务（如EKS、AKS和GKE）。
安装Kubernetes工具：安装必要的工具，如kubectl（Kubernetes命令行工具）、kubeadm（用于集群初始化）以及kubelet和docker（容器运行时）。
初始化集群：使用kubeadm init命令初始化主节点（Master）。这个命令会设置控制面板并生成一个用于加入工作节点的token。
设置网络插件：Kubernetes需要一个网络插件来处理Pod之间的通信。常用的网络插件包括Calico、Flannel和Weave。
加入工作节点：在工作节点上运行kubeadm join命令，将这些节点加入到集群中。工作节点会与主节点通信，获取集群信息并开始运行容器。
部署应用：使用kubectl命令部署应用程序到集群中。这包括创建Pod、Service、Deployment等Kubernetes对象，并监控其状态。
配置持久化存储和监控：根据需求配置持久化存储解决方案（如PersistentVolume和StorageClass），并部署监控工具（如Prometheus和Grafana）以监控集群健康状态。

通过以上步骤，可以建立一个基本的Kubernetes集群，并开始在其中运行和管理容器化应用。

3. Kubernetes如何处理容器的自动扩展和负载均衡？

Kubernetes提供了强大的功能来自动扩展和负载均衡容器，从而确保应用程序的高可用性和性能。主要功能包括：

自动扩展：
- Horizontal Pod Autoscaler (HPA)：根据Pod的资源使用情况（如CPU和内存）自动调整Pod的副本数。HPA会定期监控Pod的性能指标，并根据设定的目标调整Pod数量。
- Vertical Pod Autoscaler (VPA)：自动调整Pod的资源请求和限制。VPA基于容器的实际资源使用情况，动态调整资源配置，确保Pod拥有合适的计算和存储资源。
- Cluster Autoscaler：根据集群中的Pod需求自动调整集群中的节点数。它会监控节点资源的使用情况，当资源不足时，会增加节点；当资源过剩时，会减少节点。
负载均衡：
- Service：Kubernetes中的Service对象提供了一个稳定的IP地址和DNS名称，用于访问一组Pod。Service会自动负载均衡到所有后端Pod，确保流量均匀分配。
- Ingress Controller：提供基于HTTP和HTTPS的负载均衡。Ingress Controller会管理外部请求，并根据Ingress资源的配置将请求路由到相应的Service。
- Network Policies：用于定义Pod之间的网络访问规则，确保流量按预期路径流动，从而提高集群的安全性和可靠性。