01 引子

鴿了好久了，終於又一次克服了拖延症，決心寫點啥，起因也是因為最近剛好重做了系統，把win10從home版升級到了專業版，可以愉快的安裝docker destop 而不需要藉助 docker toolbox了。 這個使用體驗的提升真的是很不錯。無論是配置，還是執行容器的視覺化，還是一些輔助工具，真的友好了很多，降低了使用門檻。

02 Kubernetes

k8s 這個名字，起源於古希臘，是舵手的意思，所以它的 logo 即像一張漁網又像一個羅盤，谷歌選擇這個名字還有一個深意：既然docker把自己比作一隻鯨魚，馱著集裝箱，在大海上遨遊，google 就要用Kubernetes去掌握大航海時代的話語權，去捕獲和指引著這條鯨魚按照主人設定的路線去巡遊。

K8s將叢集中的機器劃分為一個Master節點和一群工作節點Node。Master節點上執行著叢集管理相關的一組程序kube-apiserver、kube-controller-manager和kube-scheduler。這些程序自動化實現了整個叢集的資源管理、Pod排程、彈性伸縮、安全控制、系統監控和糾錯等管理功能。

上圖可以看到如下元件，使用特別的圖標表示Service和Label：

Kubernetes Master（Kubernetes主節點）Node（節點）PodContainer（容器）Label(label)（標籤）Replication Controller（複製控制器）Service（enter image description here）（服務）

Kubernetes Master

Master指的是叢集控制節點。每個K8s叢集裡需要有一個Ms節點負責整個叢集的管理和控制。Kubernetes Master提供叢集的獨特視角，並且擁有一系列元件。

Kubernetes API Server（kube-apiserver），侍衛大統領！提供HTTP Rest介面的關鍵服務程序，是K8s裡所有資源的增刪改查等操作的唯一入口，也是叢集控制的入口程序。API Server提供可以用來和叢集互動的Rest端點。Kubernetes Controller Master（kube-controller-manager）掌印大太監，大總管！K8s裡所有資源物件的自動化控制中心。Kubernetes Scheduler（kube-scheduler），御馬間的排程室！負責資源排程（Pod排程）的程序。建立和複製Pod的Replication Controller

Node

節點（上圖橘色方框）是物理或者虛擬機器器，作為Kubernetes worker，通常稱為Minion。每個節點都執行如下Kubernetes關鍵元件。

(1) Kubelet：與Master節點協作，是主節點的代理，負責Pod對應容器的建立，啟動，停止等任務。預設情況下Kubelet會向Master註冊自己。Kubelet定期向主機點彙報加入叢集的Node的各類資訊。

(2) Kube-proxy：Kubernetes Service使用其將連結路由到Pod，作為外部負載均衡器使用，在一定數量的Pod之間均衡流量。比如，對於負載均衡Web流量很有用。

(3) Docker或Rocket：Kubernetes使用的容器技術來建立容器。

Pod

Pod是K8s最重要也是最基礎的概念！每個Pod都有一個特殊的被稱為“根容器”的Pause容器，此容器與引入業務無關並且不易死亡。且以它的狀態代表整個容器組的狀態！Pause容器對應的映象屬於K8s平臺的一部分，除了Pause容器，每個Pod還包含一個或多個使用者業務容器。Pod其實有兩種型別：普通的Pod及靜態Pod（static Pod）,static Pod並不存放在Kubemetes的eted儲存裡，而是存放在某個具體的Node上的一個具體檔案中，並且只在此Node上啟動執行。而普通的Pod一旦被建立，就會被放入到etcd中儲存，確後會被KubernetesMaster排程到某個具體的Node上並進行繫結（Binding），隨後該Pod被對應的Node上的kubelet程序例項化成一組相關的Docker容器並啟動起來。在預設情況下，當Pod裡的某個容器停止時，Kubemetes會自動檢測到這個問題並且重新啟動這個Pod（重啟Podel）的所有容器），如果Pod所在的Node完機，則會將這個Node上的所有Pod重新排程到其他節點上。Pod（上圖綠色方框）安排在節點上，包含一組容器和卷。同一個Pod裡的容器共享同一個網路名稱空間，可以使用localhost互相通訊。

Endpoint（Pod IP + ContainerPort） pod ip：一個Pod裡多個容器共享Pod IP地址。K8s要求底層網路支援叢集內任意兩個Pod之間的TCP/IP直接通訊，使用虛擬二層網路技術（Flannel（沒有接觸過 ），OpenvSwitch）實現。在Vmware中類似的二層交換技術是VSwitch，當然了，現在整個資料中心網路二層逐步從vSwitch—>OpenvSwitch

Lable

Lable類似Docker中的tag，一個是對“特殊”映象、容器、卷組等各種資源做標記，一個是attach到各種諸如Node、Pod、Server、RC資源物件上。不同的是Lable是一對鍵值對！Lable類似Tag，可使用K8s專有的標籤選擇器（Label Selector）進行組合查詢。

Replication Controller

Replication Controller，簡稱RC，她用來幹啥呢？就是通過她來實現Pod副本數量的自動控制！RC確保任意時間都有指定數量的Pod“副本”在執行。

如果為某個Pod建立了RC並且指定3個副本，它會建立3個Pod，並且持續監控它們。如果某個Pod不響應，那麼Replication Controller會替換它，保持總數為3。如果之前不響應的Pod恢復了，現在就有4個Pod了，那麼Replication Controller會將其中一個終止保持總數為3。如果在執行中將副本總數改為5，Replication Controller會立刻啟動2個新Pod，保證總數為5。還可以按照這樣的方式縮小Pod，這個特性在執行滾動升級時很有用。

注意：刪除RC，不會影響該RC已經建立好的Pod。在邏輯上Pod副本和RC是解耦和的！建立RC時，需要指定Pod模板（用來建立Pod副本的模板）和Label（RC需要監控的Pod標籤）。

Horizontal Pod Autoscaler，簡稱HPA，Pod橫向自動擴容智慧控制元件。與RC，Deployment一樣，也屬於K8s的一種資源物件。她的實現原理是通過追蹤分析RC控制的所有目標Pod的負載變化情況，來確定是否針對性地調整目標Pod的副本數。

Service

微服務架構中的一個“微服務”，她是正真的新娘，而之前的Pod，RC等資源物件其實都是嫁衣。

每個Pod都會被分配一個單獨的IP地址，而且每個Pod都提供了一個獨立的Endpoint（Pod lP + ContainerPort）以被客戶端訪問，現在多個Pod副本組成了一個叢集來提供服務，客戶端要想訪問叢集，一般的做法是部署一個負載均衡器（軟體或硬體），為這組Pod開啟一個對外的服務埠如8000埠，並且將這些Pod的Endpoint列表加入8000埠的轉發列表中，客戶端就可以通過負載均衡器的對外IP地址 + 服務埠來訪問此服務，而客戶端的請求最後會被轉發到哪個Pod，則由負載均衡器的演算法所決定。

K8s的server定義了一個服務的訪問入口地址，前端（Pod）通過入口地址訪問其背後的一組由Pod副本組成的叢集例項，service與其後端Pod副本叢集之間通過Label Selector 實現“無縫對接”。

03 Minikube

minikube相當於一個執行在本地的Kubernetes單節點，我們可以在裡面建立Pods來建立對應的服務。

Minikube is a tool that makes it easy to run Kubernetes locally. Minikube runs a single-node Kubernetes cluster inside a VM on your laptop for users looking to try out Kubernetes or develop with it day-to-day

04 安裝

說的安裝，還得奉勸大家提前沐浴更衣，調整好心態。倒不是因為步驟有多難，多複雜，而是因為某些網站因為技術不成熟，你始終訪問不到，而焦躁。關於minikube，一些網上人說使用阿里的包，可能福報廠確實拉了分支，改了拉取映象的地址，但是他們並沒有提供編譯好的版本，所以使用官方的版本就好。https://github.com/kubernetes/minikube 。

另外，一定要注意使用release版本（我用1.9.2版），別下測試版，為什麼這麼提醒？反正我沒有因為版本問題，卡了2天，demo都沒跑出來。

kubectl 也從官方下載 https://kubernetes.io/docs/tasks/tools/install-kubectl/ 即可。

將兩個檔案放到一個資料夾下，然後在環境變數裡path一下

安裝docker 不是主要矛盾，大家自行搜一下，只要確認好環境，再次強調最好升級一下win10，這樣操作起來更方便一些，docker toolbox用起來真的不行。

在正式安裝之前，還需要設定一個虛擬交換機

接下來，就是安裝k8s環境了，記得使用管理員Prowshell

minikube start --image-mirror-country=cn --registry-mirror=https://registry.docker-cn.com --image-repository=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers --hyperv-virtual-switch="minikubaSwitch"

引數說明：

天朝專用引數

--image-mirror-country=cn

國內docker registry

--registry-mirror=https://registry.docker-cn.com

國內映象源

--image-repository=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers

外部交換機

--hyperv-virtual-switch="minikubaSwitch"

接下來就是漫長的等待，安裝成功後，會多出一個minikube的虛擬機器

重點來了啊，如果之前下載失敗了，到自己的使用者下面把這個.minikube資料夾刪除了，重新來一邊，如果還是不行，繼續刪了重來，不要問為什麼，問就是上網需要科學。

接下來就需要部署 deployment

PS E:\\devlop\\envs\\k8s\\test1> kubectl create -f 1.yml

deployment.apps/datalookerserver created

使用下面的 yml

apiVersion: apps/v1

kind: Deployment

metadata:

name: datalookerserver

spec:

selector:

matchLabels:

app: datalookerserver

replicas: 2

template:

metadata:

labels:

app: datalookerserver

spec:

containers:

- name: datalookerserver

image: nginx

# nginx

#datalooker-server:1.0-SNAPSHOT

imagePullPolicy: Always

ports:

- containerPort: 80

這裡注意image屬性，還是使用公網的image，這樣比較容易通過，使用本地registry可能因為鏈路訪問問題，導致失敗,具體情況，可以非同步到參考連結【2】，裡面對這個問題有一個比較清楚的闡釋。

接下來，可以使用 kubectl get Pods -o wide 檢視pod狀態

使用， kubectl describe pod datalookerserver-56dbc49bc8-6sdms可以檢視具體pod的具體資訊

接下來使用相同的指令，建立service

PS E:\\devlop\\envs\\k8s\\test1> kubectl create -f 2.yml

service/datalookerserver created

yml如下：

apiVersion: v1

kind: Service

metadata:

name: datalookerserver

spec:

ports:

- port: 9999 # 服務埠

protocol: TCP

targetPort: 80 # 容器埠

selector:

app: datalookerserver # 標籤選擇器，這裡的app=web正是我們剛才建立app

使用 minikube dashboard 命令，可以開啟網頁來對單機叢集進行監控

現在，一個整體的簡單應用構建起來了，那麼我們如何訪問呢？

還需要將埠映射出來，我們才能訪問

kubectl port-forward svc/datalookerserver 9999:9999

測試一下OK了

參考連結：

[1] https://www.jianshu.com/p/f4c2104ba90a

[2] https://hasura.io/blog/sharing-a-local-registry-for-minikube-37c7240d0615/

[3] https://www.javaroad.cn/questions/304667

[4] https://www.jianshu.com/p/7cc5f727c225

[5] https://zhuanlan.zhihu.com/p/88236691