标题：基于kubernetes构建Docker集群管理详解 出处：运维进行时 时间：Mon, 22 Dec 2014 21:41:54 +0000 作者：刘天斯 地址：https://blog.liuts.com/post/247/ 内容： 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，目前最新版本为0.6.2。本文介绍如何基于Centos7.0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： 点击在新窗口中浏览此图片 https://blog.liuts.com/attachment.php?fid=368 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。 说说个人一点看法，目前Kubernetes 保持一周一小版本、一个月一大版本的节奏，迭代速度极快，同时也带来了不同版本操作方法的差异，另外官网文档更新速度相对滞后及欠缺，给初学者带来一定挑战。在上游接入层官方侧重点还放在GCE（Google Compute Engine）的对接优化，针对个人私有云还未推出一套可行的接入解决方案。在v0.5版本中才引用service代理转发的机制，且是通过iptables来实现，在高并发下性能令人担忧。但作者依然看好Kubernetes未来的发展，至少目前还未看到另外一个成体系、具备良好生态圈的平台，相信在V1.0时就会具备生产环境的服务支撑能力。 一、环境部署 1、平台版本说明 1）Centos7.0 OS 2）Kubernetes V0.6.2 3）etcd version 0.4.6 4）Docker version 1.3.2 2、平台环境说明 点击在新窗口中浏览此图片 https://blog.liuts.com/attachment.php?fid=369 3、环境安装 1）系统初始化工作（所有主机） 系统安装-选择[最小化安装] 引用 # yum -y install wget ntpdate bind-utils # wget http://mirror.centos.org/centos/7/extras/x86_64/Packages/epel-release-7-2.noarch.rpm # yum update CentOS 7.0默认使用的是firewall作为防火墙，这里改为iptables防火墙（熟悉度更高，非必须）。 1.1、关闭firewall： 引用 # systemctl stop firewalld.service #停止firewall # systemctl disable firewalld.service #禁止firewall开机启动 1.2、安装iptables防火墙 引用 # yum install iptables-services #安装 # systemctl start iptables.service #最后重启防火墙使配置生效 # systemctl enable iptables.service #设置防火墙开机启动 2）安装Etcd（192.168.1.10主机） 引用 # mkdir -p /home/install && cd /home/install # wget https://github.com/coreos/etcd/releases/download/v0.4.6/etcd-v0.4.6-linux-amd64.tar.gz # tar -zxvf etcd-v0.4.6-linux-amd64.tar.gz # cd etcd-v0.4.6-linux-amd64 # cp etcd* /bin/ # /bin/etcd -version etcd version 0.4.6 启动服务etcd服务，如有提供第三方管理需求，另需在启动参数中添加“-cors='*'”参数。 引用 # mkdir /data/etcd # /bin/etcd -name etcdserver -peer-addr 192.168.1.10:7001 -addr 192.168.1.10:4001 -data-dir /data/etcd -peer-bind-addr 0.0.0.0:7001 -bind-addr 0.0.0.0:4001 & 配置etcd服务防火墙，其中4001为服务端口，7001为集群数据交互端口。 引用 # iptables -I INPUT -s 192.168.1.0/24 -p tcp --dport 4001 -j ACCEPT # iptables -I INPUT -s 192.168.1.0/24 -p tcp --dport 7001 -j ACCEPT 3）安装Kubernetes（涉及所有Master、Minion主机） 通过yum源方式安装，默认将安装etcd, docker, and cadvisor相关包。 引用 # curl https://copr.fedoraproject.org/coprs/eparis/kubernetes-epel-7/repo/epel-7/eparis-kubernetes-epel-7-epel-7.repo -o /etc/yum.repos.d/eparis-kubernetes-epel-7-epel-7.repo #yum -y install kubernetes 升级至v0.6.2，覆盖bin文件即可，方法如下： 引用 # mkdir -p /home/install && cd /home/install # wget https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes/releases/download/v0.6.2/kubernetes.tar.gz # tar -zxvf kubernetes.tar.gz # tar -zxvf kubernetes/server/kubernetes-server-linux-amd64.tar.gz # cp kubernetes/server/bin/kube* /usr/bin 校验安装结果，出版以下信息说明安装正常。 引用 [root@SN2014-12-200 bin]# /usr/bin/kubectl version Client Version: version.Info{Major:"0", Minor:"6+", GitVersion:"v0.6.2", GitCommit:"729fde276613eedcd99ecf5b93f095b8deb64eb4", GitTreeState:"clean"} Server Version: &version.Info{Major:"0", Minor:"6+", GitVersion:"v0.6.2", GitCommit:"729fde276613eedcd99ecf5b93f095b8deb64eb4", GitTreeState:"clean"} 4）Kubernetes配置（仅Master主机） master运行三个组件,包括apiserver、scheduler、controller-manager，相关配置项也只涉及这三块。 4.1、【/etc/kubernetes/config】 # Comma seperated list of nodes in the etcd cluster KUBE_ETCD_SERVERS="--etcd_servers=http://192.168.1.10:4001" # logging to stderr means we get it in the systemd journal KUBE_LOGTOSTDERR="--logtostderr=true" # journal message level, 0 is debug KUBE_LOG_LEVEL="--v=0" # Should this cluster be allowed to run privleged docker containers KUBE_ALLOW_PRIV="--allow_privileged=false" 4.2、【/etc/kubernetes/apiserver】 # The address on the local server to listen to. KUBE_API_ADDRESS="--address=0.0.0.0" # The port on the local server to listen on. KUBE_API_PORT="--port=8080" # How the replication controller and scheduler find the kube-apiserver KUBE_MASTER="--master=192.168.1.200:8080" # Port minions listen on KUBELET_PORT="--kubelet_port=10250" # Address range to use for services KUBE_SERVICE_ADDRESSES="--portal_net=10.254.0.0/16" # Add you own! KUBE_API_ARGS="" 4.3、【/etc/kubernetes/controller-manager】 # Comma seperated list of minions KUBELET_ADDRESSES="--machines= 192.168.1.201,192.168.1.202" # Add you own! KUBE_CONTROLLER_MANAGER_ARGS="" 4.4、【/etc/kubernetes/scheduler】 # Add your own! KUBE_SCHEDULER_ARGS="" 启动master侧相关服务 引用 # systemctl daemon-reload # systemctl start kube-apiserver.service kube-controller-manager.service kube-scheduler.service # systemctl enable kube-apiserver.service kube-controller-manager.service kube-scheduler.service 5）Kubernetes配置（仅minion主机） minion运行两个组件,包括kubelet、proxy，相关配置项也只涉及这两块。 Docker启动脚本更新 # vi /etc/sysconfig/docker 添加：-H tcp://0.0.0.0:2375，最终配置如下，以便以后提供远程API维护。 OPTIONS=--selinux-enabled -H tcp://0.0.0.0:2375 -H fd:// 修改minion防火墙配置，通常master找不到minion主机多半是由于端口没有连通。 iptables -I INPUT -s 192.168.1.200 -p tcp --dport 10250 -j ACCEPT 修改kubernetes minion端配置，以192.168.1.201主机为例，其它minion主机同理。 5.1、【/etc/kubernetes/config】 # Comma seperated list of nodes in the etcd cluster KUBE_ETCD_SERVERS="--etcd_servers=http://192.168.1.10:4001" # logging to stderr means we get it in the systemd journal KUBE_LOGTOSTDERR="--logtostderr=true" # journal message level, 0 is debug KUBE_LOG_LEVEL="--v=0" # Should this cluster be allowed to run privleged docker containers KUBE_ALLOW_PRIV="--allow_privileged=false" 5.2、【/etc/kubernetes/kubelet】 ### # kubernetes kubelet (minion) config # The address for the info server to serve on (set to 0.0.0.0 or "" for all interfaces) KUBELET_ADDRESS="--address=0.0.0.0" # The port for the info server to serve on KUBELET_PORT="--port=10250" # You may leave this blank to use the actual hostname KUBELET_HOSTNAME="--hostname_override=192.168.1.201" # Add your own! KUBELET_ARGS="" 5.3、【/etc/kubernetes/proxy】 KUBE_PROXY_ARGS="" 启动kubernetes服务 引用 # systemctl daemon-reload # systemctl enable docker.service kubelet.service kube-proxy.service # systemctl start docker.service kubelet.service kube-proxy.service 3、校验安装(在master主机操作，或可访问master主机8080端口的client api主机) 1) kubernetes常用命令 引用 # kubectl get minions #查查看minion主机 # kubectl get pods #查看pods清单 # kubectl get services 或 kubectl get services -o json #查看service清单 # kubectl get replicationControllers #查看replicationControllers清单 # for i in `kubectl get pod|tail -n +2|awk '{print $1}'`; do kubectl delete pod $i; done #删除所有pods 或者通过Server api for REST方式（推荐，及时性更高）： 引用 # curl -s -L http://192.168.1.200:8080/api/v1beta1/version | python -mjson.tool #查看kubernetes版本 # curl -s -L http://192.168.1.200:8080/api/v1beta1/pods | python -mjson.tool #查看pods清单 # curl -s -L http://192.168.1.200:8080/api/v1beta1/replicationControllers | python -mjson.tool #查看replicationControllers清单 # curl -s -L http://192.168.1.200:8080/api/v1beta1/minions | python -m json.tool #查查看minion主机 # curl -s -L http://192.168.1.200:8080/api/v1beta1/services | python -m json.tool #查看service清单 注：在新版kubernetes中，所有的操作命令都整合至kubectl，包括kubecfg、kubectl.sh、kubecfg.sh等 2）创建测试pod单元 # /home/kubermange/pods && cd /home/kubermange/pods # vi apache-pod.json { "id": "fedoraapache", "kind": "Pod", "apiVersion": "v1beta1", "desiredState": { "manifest": { "version": "v1beta1", "id": "fedoraapache", "containers": [{ "name": "fedoraapache", "image": "fedora/apache", "ports": [{ "containerPort": 80, "hostPort": 8080 }] }] } }, "labels": { "name": "fedoraapache" } } # kubectl create -f apache-pod.json # kubectl get pod 引用 NAME IMAGE(S) HOST LABELS STATUS fedoraapache fedora/apache 192.168.1.202/ name=fedoraapache Running 启动浏览器访问http://192.168.1.202:8080/，对应的服务端口切记在iptables中已添加。效果图如下： 点击在新窗口中浏览此图片 https://blog.liuts.com/attachment.php?fid=370 观察kubernetes在etcd中的数据存储结构 点击在新窗口中浏览此图片 https://blog.liuts.com/attachment.php?fid=373 观察单个pods的数据存储结构，以json的格式存储。 点击在新窗口中浏览此图片 https://blog.liuts.com/attachment.php?fid=374 二、实战操作 任务：通过Kubernetes创建一个LNMP架构的服务集群，以及观察其负载均衡，涉及镜像“yorko/webserver”已经push至registry.hub.docker.com，大家可以通过“docker pull yorko/webserver”下载。 引用 # mkdir -p /home/kubermange/replication && mkdir -p /home/kubermange/service # cd /home/kubermange/replication 1、 创建一个replication ，本例直接在replication模板中创建pod并复制，也可独立创建pod再通过replication来复制。 【replication/lnmp-replication.json】 { "id": "webserverController", "kind": "ReplicationController", "apiVersion": "v1beta1", "labels": {"name": "webserver"}, "desiredState": { "replicas": 2, "replicaSelector": {"name": "webserver_pod"}, "podTemplate": { "desiredState": { "manifest": { "version": "v1beta1", "id": "webserver", "volumes": [ {"name":"httpconf", "source":{"hostDir":{"path":"/etc/httpd/conf"}}}, {"name":"httpconfd", "source":{"hostDir":{"path":"/etc/httpd/conf.d"}}}, {"name":"httproot", "source":{"hostDir":{"path":"/data"}}} ], "containers": [{ "name": "webserver", "image": "yorko/webserver", "command": ["/bin/sh", "-c", "/usr/bin/supervisord -c /etc/supervisord.conf"], "volumeMounts": [ {"name":"httpconf", "mountPath":"/etc/httpd/conf"}, {"name":"httpconfd", "mountPath":"/etc/httpd/conf.d"}, {"name":"httproot", "mountPath":"/data"} ], "cpu": 100, "memory": 50000000, "ports": [{ "containerPort": 80, },{ "containerPort": 22, }] }] } }, "labels": {"name": "webserver_pod"}, }, } } 执行创建命令 #kubectl create -f lnmp-replication.json 观察生成的pod副本清单： [root@SN2014-12-200 replication]# kubectl get pod 引用 NAME IMAGE(S) HOST LABELS STATUS 84150ab7-89f8-11e4-970d-000c292f1620 yorko/webserver 192.168.1.202/ name=webserver_pod Running 84154ed5-89f8-11e4-970d-000c292f1620 yorko/webserver 192.168.1.201/ name=webserver_pod Running 840beb1b-89f8-11e4-970d-000c292f1620 yorko/webserver 192.168.1.202/ name=webserver_pod Running 84152d93-89f8-11e4-970d-000c292f1620 yorko/webserver 192.168.1.202/ name=webserver_pod Running 840db120-89f8-11e4-970d-000c292f1620 yorko/webserver 192.168.1.201/ name=webserver_pod Running 8413b4f3-89f8-11e4-970d-000c292f1620 yorko/webserver 192.168.1.201/ name=webserver_pod Running 2、创建一个service，通过selector指定 "name": "webserver_pod"与pods关联。 【service/lnmp-service.json】 { "id": "webserver", "kind": "Service", "apiVersion": "v1beta1", "selector": { "name": "webserver_pod", }, "protocol": "TCP", "containerPort": 80, "port": 8080 } 执行创建命令： # kubectl create -f lnmp-service.json 登录minion主机（192.168.1.201），查询主宿机生成的iptables转发规则（最后一行） # iptables -nvL -t nat 引用 Chain KUBE-PROXY (2 references) pkts bytes target prot opt in out source destination 2 120 REDIRECT tcp -- * * 0.0.0.0/0 10.254.102.162 /* kubernetes */ tcp dpt:443 redir ports 47700 1 60 REDIRECT tcp -- * * 0.0.0.0/0 10.254.28.74 /* kubernetes-ro */ tcp dpt:80 redir ports 60099 0 0 REDIRECT tcp -- * * 0.0.0.0/0 10.254.216.51 /* webserver */ tcp dpt:8080 redir ports 40689 访问测试，http://192.168.1.201:40689/info.php，刷新浏览器发现proxy后端的变化，默认为随机轮循算法。 点击在新窗口中浏览此图片 https://blog.liuts.com/attachment.php?fid=371 点击在新窗口中浏览此图片 https://blog.liuts.com/attachment.php?fid=372 三、测试过程 1、pods自动复制、销毁测试，观察kubernetes自动保持副本数（6份） 删除replicationcontrollers中一个副本fedoraapache [root@SN2014-12-200 pods]# kubectl delete pods fedoraapache I1219 23:59:39.305730 9516 restclient.go:133] Waiting for completion of operation 142530 fedoraapache 引用 [root@SN2014-12-200 pods]# kubectl get pods NAME IMAGE(S) HOST LABELS STATUS 5d70892e-8794-11e4-970d-000c292f1620 fedora/apache 192.168.1.201/ name=fedoraapache Running 5d715e56-8794-11e4-970d-000c292f1620 fedora/apache 192.168.1.202/ name=fedoraapache Running 5d717f8d-8794-11e4-970d-000c292f1620 fedora/apache 192.168.1.202/ name=fedoraapache Running 5d71c584-8794-11e4-970d-000c292f1620 fedora/apache 192.168.1.201/ name=fedoraapache Running 5d71a494-8794-11e4-970d-000c292f1620 fedora/apache 192.168.1.202/ name=fedoraapache Running #自动生成出一个副本，保持6份的效果 引用 [root@SN2014-12-200 pods]# kubectl get pods NAME IMAGE(S) HOST LABELS STATUS 5d717f8d-8794-11e4-970d-000c292f1620 fedora/apache 192.168.1.202/ name=fedoraapache Running 5d71c584-8794-11e4-970d-000c292f1620 fedora/apache 192.168.1.201/ name=fedoraapache Running 5d71a494-8794-11e4-970d-000c292f1620 fedora/apache 192.168.1.202/ name=fedoraapache Running 2a8fb993-8798-11e4-970d-000c292f1620 fedora/apache 192.168.1.201/ name=fedoraapache Running 5d70892e-8794-11e4-970d-000c292f1620 fedora/apache 192.168.1.201/ name=fedoraapache Running 5d715e56-8794-11e4-970d-000c292f1620 fedora/apache 192.168.1.202/ name=fedoraapache Running 2、测试不同角色模块中的hostPort 1）pod中hostPort为空，而replicationcontrollers为指定端口，则异常；两侧都指定端口，相同或不同时都异常；pod的hostport为指定，另replicationcon为空，则正常；pod的hostport为空，另replicationcon为空，则正常；结论是在replicationcontrollers场景不能指定hostport，否则异常，待持续测试。 2）结论：在replicationcontronllers.json中，"replicaSelector": {"name": "webserver_pod"}要与"labels": {"name": "webserver_pod"}以及service中的"selector": {"name": "webserver_pod"｝保持一致； 请关注下篇《kubernetes与HECD架构的整合》，近期推出。 参考文献： https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes/blob/master/docs/getting-started-guides/fedora/fedora_manual_config.md https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes/blob/master/DESIGN.md http://www.infoq.com/cn/articles/Kubernetes-system-architecture-introduction 转载请注明来源 http://blog.liuts.com/post/247/ Generated by Bo-blog 2.1.1 Release