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開(kāi)源容器編排引擎Kubernetes

IT那活兒 / 2184人閱讀
開(kāi)源容器編排引擎Kubernetes

主要內(nèi)容：

K8s介紹

K8s組件介紹

K8s中zookeeper集群部署

K8s常見(jiàn)故障及處理方法


一. K8s介紹

kubernetes是一種開(kāi)源的容器編排工具，通過(guò)調(diào)度系統(tǒng)維持用戶(hù)預(yù)期數(shù)量和狀態(tài)的容器正常運(yùn)行。kubernetes提供的功能：

1. 服務(wù)發(fā)現(xiàn)和負(fù)載均衡

Kubernetes 可以使用 DNS 名稱(chēng)或自己的 IP 地址公開(kāi)容器，如果到容器的流量很大，Kubernetes 可以負(fù)載均衡并分配網(wǎng)絡(luò)流量，從而使部署穩(wěn)定。

2. 存儲(chǔ)編排

Kubernetes 允許您自動(dòng)掛載您選擇的存儲(chǔ)系統(tǒng)，例如本地存儲(chǔ)、公共云提供商等

3. 自動(dòng)部署和回滾

您可以使用 Kubernetes 描述已部署容器的所需狀態(tài)，它可以以受控的速率將實(shí)際狀態(tài)更改為所需狀態(tài)。例如，您可以自動(dòng)化 Kubernetes 來(lái)為您的部署創(chuàng)建新容器，刪除現(xiàn)有容器并將它們的所有資源用于新容器。

4. 自我修復(fù)

Kubernetes 重新啟動(dòng)失敗的容器、替換容器、殺死不響應(yīng)用戶(hù)定義的運(yùn)行狀況檢查的容器，并且在準(zhǔn)備好服務(wù)之前不將其通告給客戶(hù)端。

5. 密鑰與配置管理

Kubernetes 允許您存儲(chǔ)和管理敏感信息，例如密碼、OAuth 令牌和 ssh 密鑰。您可以在不重建容器鏡像的情況下部署和更新密鑰和應(yīng)用程序配置，也無(wú)需在堆棧配置中暴露密鑰。

K8s架構(gòu)圖


二. k8s組件介紹

1.  etcd

etcd 是兼具一致性和高可用性的鍵值數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)K8S中資源對(duì)象，如集群中Pod,Node等狀態(tài)以及配置數(shù)據(jù)等。生產(chǎn)中需要對(duì)etcd進(jìn)行高可用部署，通常為三個(gè)節(jié)點(diǎn)到七個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的奇數(shù)節(jié)點(diǎn)，并且需要定期進(jìn)行數(shù)據(jù)備份。etcd各個(gè)節(jié)點(diǎn)使用raft共識(shí)算法進(jìn)行數(shù)據(jù)復(fù)制。當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量過(guò)多會(huì)導(dǎo)致仲裁和數(shù)據(jù)復(fù)制的效率降低！

在kubernetes集群中，僅apiserver會(huì)和etcd集群進(jìn)行通信。在k8s集群中，etcd的性能至關(guān)重要！

2. master組件

master和node是兩個(gè)邏輯上節(jié)點(diǎn)，當(dāng)服務(wù)器資源充足時(shí)，可以將其分開(kāi)在不同的機(jī)器上部署，當(dāng)服務(wù)器資源不足時(shí)，也可以放到同一臺(tái)機(jī)器上部署。master節(jié)點(diǎn)在部署的時(shí)候必須要考慮高可用方案，至少部署兩個(gè)master。

  • apiserver

主節(jié)點(diǎn)上負(fù)責(zé)提供 Kubernetes API 服務(wù)的組件；它是 Kubernetes 控制面的前端。是整個(gè)集群中資源操作的唯一入口，并提供認(rèn)證、授權(quán)、訪(fǎng)問(wèn)控制、API注冊(cè)和發(fā)現(xiàn)等機(jī)制。

apiserver提供了集群管理的restful api接口(鑒權(quán)、數(shù)據(jù)校驗(yàn)、集群變更等)，負(fù)責(zé)和其它模塊之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，承擔(dān)了通信樞紐功能。

apiserver是無(wú)狀態(tài)的，可以橫向擴(kuò)展，當(dāng)存在多個(gè)apiserver時(shí)，前端會(huì)采用LB作為負(fù)載均衡，如Nginx,LVS,ELB等

  • controller manager

controller manager 譯為“控制器管理器”，k8s內(nèi)部有很多資源控制器，比如：Node Controller、Replication Controller、Deployment Controller、Job Controller、Endpoints Controller等等，為了降低復(fù)雜度，將這些控制切都編譯成了一個(gè)可執(zhí)行文件，并且在同一個(gè)進(jìn)程中運(yùn)行。controller manager 負(fù)責(zé)維護(hù)集群的狀態(tài)，比如故障檢測(cè)、自動(dòng)擴(kuò)展、滾動(dòng)更新等。

controller-manager 雖然允許同時(shí)運(yùn)行多個(gè)實(shí)例，但是只有一個(gè)能成為leader，并處理控制器的請(qǐng)求。controller-manager 鎖對(duì)象存儲(chǔ)在 kube-system 名稱(chēng)空間下的 kube-controller-manager endpoints對(duì)象中。

  •  scheduler

調(diào)度器組件監(jiān)視那些新創(chuàng)建的未指定運(yùn)行節(jié)點(diǎn)的 Pod，并選擇節(jié)點(diǎn)讓 Pod 在上面運(yùn)行。調(diào)度決策考慮的因素包括單個(gè) Pod 和 Pod 集合的資源需求、硬件/軟件/策略約束、親和性和反親和性規(guī)范、數(shù)據(jù)位置、工作負(fù)載間的干擾和最后時(shí)限。

3. node組件

  • kublet

一個(gè)在集群中每個(gè)節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行的代理，kubelet 接收一組通過(guò)各類(lèi)機(jī)制提供給它的 PodSpecs，確保這些 PodSpecs 中描述的容器處于運(yùn)行狀態(tài)且健康。kubelet 不會(huì)管理非 Kubernetes 創(chuàng)建的容器。

  • kube-porxy

kube-proxy 是集群中每個(gè)節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)代理，是實(shí)現(xiàn)service資源功能組件之一。kube-proxy 建立了pod網(wǎng)絡(luò)和集群網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系，即 cluster ip 和 pod ip 中間的關(guān)系。不同node上的service流量轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則會(huì)通過(guò)kube-proxy進(jìn)行更新，其實(shí)是調(diào)用apiserver訪(fǎng)問(wèn)etcd進(jìn)行規(guī)則更新。

service流量調(diào)度方式有三種方式: userspace(廢棄，性能很差)、iptables(性能差，復(fù)雜)、ipvs(性能好，轉(zhuǎn)發(fā)方式清晰)。

  •  container runtime

即容器運(yùn)行環(huán)境，Kubernetes 支持多個(gè)容器運(yùn)行環(huán)境: Docker、 containerd、cri-o、 rktlet 以及任何實(shí)現(xiàn) Kubernetes CRI (容器運(yùn)行環(huán)境接口)。常用的是Docker CE。


三. K8s中zookeeper集群部署

ZK集群是有狀態(tài)的服務(wù)，其選擇Leader的方式和ETCD類(lèi)似，要求集群節(jié)點(diǎn)是不低于3的奇數(shù)個(gè)。

1. 安裝JDK

2. 配置DNS解析

3. 安裝zk


四. K8s常見(jiàn)故障及處理方法

  • 節(jié)點(diǎn)初始化報(bào)錯(cuò)

解決方法：

通過(guò) echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

  • kubectl get 報(bào)錯(cuò)

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


END


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