Docker集群管理系统Kubernetes
一、Kubernetes简介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，利用Kubernetes能方便地管理跨机器运行容器化的应用。而且Kubernetes支持GCE、vShpere、CoreOS、OpenShift、Azure等平台上运行，也可以直接部署在物理主机上。
二、Kubernetes架构
1. Pod
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是一个可以被建、销毁、调度、管理的最小的部署单元;
Pod是kubernetes的最小操作单元，一个Pod可以由一个或多个容器组成;
同一个Pod只能运行在同一个主机上;
同一个Pod共享着相同的volumes,network命名空间。
2. ReplicationController（RC）
RC是用来管理Pod的，每个RC可以由一个或多个的Pod组成，在RC被创建后，系统将会保持RC中的可用Pod的个数与创建RC时定义的Pod个数一致，如果Pod个数小于定义的个数，RC会启动新的Pod，反之则会杀死多余的Pod;
RC通过定义的Pod模板被创建，创建后对象叫做Pods(也可以理解为RC)，可以在线的修改Pods的属性，以实现动态缩减/扩展Pods的规模或属性;
RC通过label关联对应的Pods，通过修改Pods的label可以删除对应的Pods
在需要对Pods中的容器进行更新时，RC采用一个一个的替换原则来更新整个Pods中的Pod.
3、Service
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;
Service也是Kubernetes的最小操作单元，是真实应用服务的抽象;
Service通常用来将浮动的资源与后端真实提供服务的容器进行关联;
Service对外表现为一个单一的访问接口，外部不需要了解后端的规模与机制。
Service其实是定义在集群中一组运行Pod集合的抽象资源，它提供所有相同的功能。当一个Service资源被创建后，将会分配一个唯一的IP(也叫集群IP)，这个IP地址将存在于Service的整个生命周期，Service一旦被创建，整个IP无法进行修改。Pod可以通过Service进行通信，并且所有的通信将会通过Service自动负载均衡到所有的Pod中的容器。
4、Label
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;
Pod、Service、RC可以有多个label，但是每个label的key只能对应一个value;
整个系统都是通过Label进行关联，得到真正需要操作的目标。
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。
三、Kubernetes相关组件
Kubernetes主要包括:kubectl、kube-apiserver、kube-controller-manager、kube-scheduler、kube-proxy、kubelet，当然这些并不能组成一个完整的kubernetes系统，整个系统中的信息还需要一个存储介质Etcd，网络服务Flannel(可选)
1.Kubectl
一个命令行工具，将接收到的命令，格式化后，发送给kube-apiserver，作为对整个平台操作的入口。
2.Kube-apiserver
作为整个系统的控制入口，以RESTAPI的形式公开。它可以横向扩展在高可用架构中。
3.Kube-controller-manager
用来执行整个系统中的后台任务，它其实是多个控制进程的合体。大致包括如下:
Node Controller ##负责整个系统中node up或down的状态的响应和通知
Replication Controller ##负责维持Pods中的正常运行的pod的个数
Endpoints Controller ##负责维持Pods和Service的关联关系
Service Account & Token Controllers ##负责为新的命名空间创建默认的账号和API访问Token
4.Kube-scheduler
负责监视新创建的Pods任务，下发至未分配的节点运行该任务
5.Kube-proxy
kube-proxy运行在每个节点上，它负责整个网络规则的连接与转发，使kubernetes中的service更加抽象化
6.Kubelet
kubelet运行在每个节点上，作为整个系统的agent，监视着分配到该节点的Pods任务，(通过apiserver或者本地配置文件)，负责挂载Pods所依赖的卷组，下载Pods的秘钥，运行Pods中的容器(通过docker)，周期获取所有容器的可用状态，通过导出Pod和节点的状态反馈给REST系统
7.Pod
一组共享上下文的应用程序叫做一个pod，在上下文中，程序也可以应用单独的cgroup隔离。一个pod的模型就是一组运行指定应用的容器环境(逻辑主机)，他可以容纳一个或多个应用程序，但是在一个容器世界里，这表现的相对较耦合。它们会运行在相同的物理主机或虚拟主机上
pod中的上下文是结合Linux命令空间来定义的，这里包含:
pod namespace(pod中的应用程序可以看到其他的进程)
network namespace(应用程序获得相同的IP和端口空间)
ipc namespace(pod中应用程序可以使用SystemV IPC或者POSIX消息队列来通信)
uts namespace(pod中的应用程序共享主机名)
资源共享和通信
pod中所有的应用程序使用相同的网络命名空间，应用程序间可以使用localhost来发现其他程序及通信。每一个pod都有一个IP地址，用来和其他物理节点及跨网络的容器进行通信。
pod作为部署的最小单位，支持水平扩展和复制.
四、kubernetes各组件功能介绍
角色 组件 功能
Master apiserver 提供PESTful接口
Master scheduler 负责调度，将Pod分配到Slave节点
Master controller-manager 负责Master的其他功能
Master etcd 存储配置信息，节点信息，pod信息等
Slave kubelet 负责管理Pod、容器和容器镜像
Slave proxy 将访问Service的请求转发给对应的Pod，做一些负载均衡
客户端 kubectl 命令行工具，向apiserver发起创建Pod等请求
五、kubernetes安装
1.yum安装
# yum -y install etcd kubernetes
2.升级(覆盖bin文件即可)
①升级etcd
# curl -Lhttps://github.com/coreos/etcd/releases/download/v2.2.3/etcd-v2.2.3-linux-amd64.tar.gz -o etcd-v2.2.3-linux-amd64.tar.gz
# tar -zxvf etcd-v2.2.3-linux-amd64.tar.gz
# cd etcd-v2.2.3-linux-amd64
# cp etcd* /bin/
# etcd -version
etcd Version: 2.2.3
Git SHA: 05b564a
Go Version: go1.5.2
Go OS/Arch: linux/amd64
# etcd > /var/log/etcd.log 2>&1 & ##启动etcd
# curl 127.0.0.1:4001/version
{"etcdserver":"2.2.3","etcdcluster":"2.2.0"}
#etcdctl member list ##查看etcd集群
ce2a822cea30bfca: name=default peerURLs=http://localhost:2380,http://localhost:7001 clientURLs=http://localhost:2379,http://localhost:4001
②升级kubernetes
# wget https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes/releases/download/v1.2.0-alpha.5/kubernetes.tar.gz
# tar -zxvf kubernetes.tar.gz
# cd kubernetes/server
# tar -zxvf kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz
# cd kubernetes/server/bin/
# cp -a kubectl kubelet kube-controller-manager kube-scheduler kube-apiserver kube-proxy /usr/bin/
a.运行kube-apiserver
# kube-apiserver --address=0.0.0.0 --insecure-port=8080 --service-cluster-ip-range='10.254.0.0/16' --kubelet_port=10250 --v=0 --logtostderr=false --log_dir=/var/log/kube --etcd_servers=http://127.0.0.1:4001 --allow_privileged=false &
# kubectl version
Client Version: version.Info{Major:"1", Minor:"2+", GitVersion:"v1.2.0-alpha.5", GitCommit:"9c0e7775672b26ab2005db8651890a60253478e2", GitTreeState:"clean"}
Server Version: version.Info{Major:"1", Minor:"2+", GitVersion:"v1.2.0-alpha.5", GitCommit:"9c0e7775672b26ab2005db8651890a60253478e2", GitTreeState:"clean"}
# ss -tlnp|grep apiserver
LISTEN 0 128 :::6443 :::* users:(("kube-apiserver",1811,27))
LISTEN 0 128 :::8080 :::* users:(("kube-apiserver",1811,26))
b.运行kube-scheduler
# kube-scheduler --v=0 --logtostderr=false --log_dir=/var/log/kube --master='127.0.0.1:8080' &
# ss -tlnp|grep scheduler
LISTEN 0 128 127.0.0.1:10251 *:* users:(("kube-scheduler",1933,9))
c.运行kube-controller-manager
# kube-controller-manager --v=0 --logtostderr=false --log_dir=/var/log/kube--port=10252 --master=127.0.0.1:8080 &
# ss -tlnp|grep controller
LISTEN 0 128 127.0.0.1:10252 *:* users:(("kube-controller",1880,9))
Minion(需先启动docker才能运行kubelet)
a.运行kube-proxy
# kube-proxy --v=0 --logtostderr=false --log_dir=/var/log/kube --master=http://master:8080 &
# ss -tlnp|grep proxy
LISTEN 0 128 127.0.0.1:10249 *:* users:(("kube-proxy",1635,3))
LISTEN 0 128 :::54921 :::* users:(("kube-proxy",1635,7))
b.运行kubelet
# kubelet --v=0 --logtostderr=false --allow-privileged=false --log_dir=/var/log/kube --address=0.0.0.0 --port=10250 --register-node=true --api_servers=mastr:8080 &
# ss -tlnp|grep kubelet
LISTEN 0 128 127.0.0.1:10248 *:* users:(("kubelet",6277,14))
LISTEN 0 128 :::4194 :::* users:(("kubelet",6277,11))
LISTEN 0 128 :::10250 :::* users:(("kubelet",6277,18))
LISTEN 0 128 :::10255 :::* users:(("kubelet",6277,15))
Master
# kubectl get nodes ##查看node清单
NAME LABELS STATUS AGE
127.0.0.1 kubernetes.io/hostname=127.0.0.1 NotReady 23d
localhost.localdomain kubernetes.io/hostname=localhost.localdomain NotReady 21d
minion kubernetes.io/hostname=minion NotReady 21d
# kubectl get pods ##查看pods清单
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
# kubectl get services ##查看service清单
NAME CLUSTER_IP EXTERNAL_IP PORT(S) SELECTOR AGE
kubernetes 10.254.0.1 <none> 443/TCP <none> 4d
# kubectl get replicationcontrollers ##查看replicationControllers清单
CONTROLLER CONTAINER(S) IMAGE(S) SELECTOR REPLICAS
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