文章目录
- 一、helm
- 二、K8S/K3S
- 1.K8S基本组件
- 1.1 资源对象
- 1.2 核心组件
- 1.3典型的创建 Pod 的流程
- 1.4 Kubernetes 多组件之间的通信原理
- 三、容器运行时 Containerd
- 1.查看当前k3s使用的容器运行时CRI
- 2.K3S修改docker为运行环境
- 3. Containerd
- 参考
一、helm
Helm是Kubernetes的包管理器
- chart：代表helm包，包含在Kubernetes集群内允许额应用程序，工具或者服务所需的所有资源定义
- Repository：用来存放和共享charts的地方
- Release：chart名字，允许在Kubernetes集群中的chart的实例，一个chart通过可以在同一个集群中安装多次，每一次安装都会创建一个新的release
部署一个简单的helm chart
环境：ubuntu20.04
helm版本：
➜ ~ helm version
version.BuildInfo{Version:"v3.14.3", GitCommit:"f03cc04caaa8f6d7c3e67cf918929150cf6f3f12", GitTreeState:"clean", GoVersion:"go1.21.7"}
（1）创建nginx-chart
➜ mender helm create nginx-chart
（2）开始部署
简单起见，删除templates下的所有文件并创建新的yaml文件。
➜ mender tree nginx-chart
nginx-chart
├── Chart.yaml
├── charts
├── templates
│ ├── deployment.yaml
│ ├── namespace.yaml
│ └── service.yaml
└── values.yaml
2 directories, 5 files
service.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: nginx-server-svc
namespace: nginx-ns
spec:
ports:
- port: 80
targetPorts: 80
nodePort: 30119
selector:
app: nginx-server
type: NodePort
deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx-deployment
namespace: nginx-ns
labels:
app: nginx-server
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels:
app: nginx-server
template:
metadata:
labels:
app: nginx-server
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:latest
ports:
- containerPort: 80
namespace.yaml
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
name: nginx-ns
➜ mender helm install nginx ./nginx-chart
W0407 12:27:42.406153 345264 warnings.go:70] unknown field "spec.ports[0].targetPorts"
NAME: nginx
LAST DEPLOYED: Sun Apr 7 12:27:42 2024
NAMESPACE: default
STATUS: deployed
REVISION: 1
TEST SUITE: None
（3）查询
➜ mender helm list
使用kubectl查询pod状态
➜ ~ kubectl get pods -A
使用kubectl查询service状态
➜ ~ kubectl get svc -n ningxin-ns
（4）其他命令
删除
➜ ~ helm uninstall nginx
release "nginx" uninstalled
仓库相关
列表
➜ ~ helm repo list
增加仓库
helm repo add stable http://a/b/c/charts stable为仓库名
help repo remove 仓库名
helm search repo tomcat
helm pull stable/tomcat --untar 拉取chart包，stable为名字
查看详细信息
helm get manifest ${release_name}
安装
helm install name chart目录
helm install myconfigmap3 ./mychart/ --debug --dry-run
helm shou chart stable/tomcat
升级
- 修改values.yaml内容如下：
nginx:
replicas: 1
修改deployment.yaml内容如下：
```yaml
replicas: {{ .Values.nginx.replica }}
启动
```powershell
➜ mender helm install nginx ./nginx-chart
修改values.yaml中的内容
nginx:
replica: 5
升级values
➜ mender helm upgrade nginx ./nginx-chart -f ./nginx-chart/values.yaml
W0407 14:05:07.113651 703702 warnings.go:70] unknown field "spec.ports[0].targetPorts"
Release "nginx" has been upgraded. Happy Helming!
NAME: nginx
LAST DEPLOYED: Sun Apr 7 14:05:06 2024
NAMESPACE: default
STATUS: deployed
REVISION: 2
TEST SUITE: None
升级结果
➜ mender kubectl get pod -n nginx-ns
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
nginx-deployment-6f5d4c59d9-krwwr 1/1 Running 0 77m
nginx-deployment-6f5d4c59d9-vrvft 1/1 Running 0 68m
nginx-deployment-6f5d4c59d9-4lmsb 1/1 Running 0 68m
nginx-deployment-6f5d4c59d9-mbntc 1/1 Running 0 68m
nginx-deployment-6f5d4c59d9-4v9j2 1/1 Running 0 68m
回滚
➜ mender kubectl get pod -n nginx-ns
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
nginx-deployment-6f5d4c59d9-krwwr 1/1 Running 0 77m
nginx-deployment-6f5d4c59d9-vrvft 1/1 Running 0 68m
nginx-deployment-6f5d4c59d9-4lmsb 1/1 Running 0 68m
nginx-deployment-6f5d4c59d9-mbntc 1/1 Running 0 68m
nginx-deployment-6f5d4c59d9-4v9j2 1/1 Running 0 68m
➜ mender helm ls
NAME NAMESPACE REVISION UPDATED STATUS CHART APP VERSION
cert-manager default 1 2024-04-03 15:25:17.13140855 +0800 CST deployed cert-manager-v1.4.0 v1.4.0
mender default 8 2024-04-03 17:44:33.157426499 +0800 CST failed mender-5.6.0 3.7.3
minio-operator default 1 2024-04-03 15:27:49.145957089 +0800 CST deployed minio-operator-4.1.7 v4.1.3
my-release default 1 2024-04-03 15:36:50.207554144 +0800 CST deployed mongodb-15.1.1 7.0.7
nginx default 2 2024-04-07 14:05:06.944673306 +0800 CST deployed nginx-chart-0.1.0 1.16.0
➜ mender helm rollback nginx 1
W0407 15:15:05.193720 959270 warnings.go:70] unknown field "spec.ports[0].targetPorts"
Rollback was a success! Happy Helming!
➜ mender helm ls
NAME NAMESPACE REVISION UPDATED STATUS CHART APP VERSION
cert-manager default 1 2024-04-03 15:25:17.13140855 +0800 CST deployed cert-manager-v1.4.0 v1.4.0
mender default 8 2024-04-03 17:44:33.157426499 +0800 CST failed mender-5.6.0 3.7.3
minio-operator default 1 2024-04-03 15:27:49.145957089 +0800 CST deployed minio-operator-4.1.7 v4.1.3
my-release default 1 2024-04-03 15:36:50.207554144 +0800 CST deployed mongodb-15.1.1 7.0.7
nginx default 3 2024-04-07 15:15:05.132864163 +0800 CST deployed nginx-chart-0.1.0 1.16.0
可以看到只有一个nginx了，删除了其他3个镜像
➜ mender kubectl get pod -n nginx-ns
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
nginx-deployment-6f5d4c59d9-krwwr 1/1 Running 0 79m
二、K8S/K3S
1.K8S基本组件
1.1 资源对象
Master：Master节点是K8S集群的控制节点，负责整个集群的管理和控制。Master节点上包含以下组件：
- kube-apiserver：集群控制的入口，提供HTTP REST服务。包含8080的非安全服务、6443安全服务
- kube-controller-manager：K8S集群中所有资源对象的自动化控制中心
- kube-scheduler：负责Pod的调用
Node：Node节点是K8S集群中的工作节点，Node上的工作负载由Master节点分配，工作负载主要是运行容器应用。
Node节点包含以下组件：
- kubelet：负责Pod的创建、启动、监控、重启、销毁灯工作，同时与Master节点协作，实现集群管理的基本功能。
- kube-proxy：实现K8S Service的通信和负载均衡
- 运行容器化Pod应用
Pod：Pod是K9S最基本的部署调度单元，每个Pod可以由一个或者多个业务容器和一个根容器(Pause容器)组成。一个Pod表示某个应用的一个是实例。
ReplicaSet：是Pod副本的抽象，用于解决Pod的扩容和伸缩。
Deployment：Deployment表示部署，在内部使用ReplicaSet来实现。可以通过Deployment来生成相应的ReplicaSet完成Pod副本的创建。
Service：Service是K8S最重要的资源对象，K8S中的Service对象可以对应微服务架构中的微服务。Service定义了服务的访问入口，服务的调用者通过这个地址访问Service后端的Pod副本实例。Service通过Label Selector同后端的Pod副本建立关系，Deployment保证后端Pod副本的数量，也就是保证服务的伸缩性。
1.2 核心组件
Kubernetes 主要由以下几个核心组件组成:
etcd 保存了整个集群的状态，就是一个数据库；
apiserver 提供了资源操作的唯一入口，并提供认证、授权、访问控制、API 注册和发现等机制；
controller manager 负责维护集群的状态，比如故障检测、自动扩展、滚动更新等；
scheduler 负责资源的调度，按照预定的调度策略将 Pod 调度到相应的机器上；
kubelet 负责维护容器的生命周期，同时也负责 Volume（CSI）和网络（CNI）的管理；
Container runtime 负责镜像管理以及 Pod 和容器的真正运行（CRI）；
kube-proxy 负责为 Service 提供 cluster 内部的服务发现和负载均衡；
当然了除了上面的这些核心组件，还有一些推荐的插件：
kube-dns 负责为整个集群提供 DNS 服务
Ingress Controller 为服务提供外网入口
Heapster 提供资源监控
Dashboard 提供 GUI
1.3典型的创建 Pod 的流程
用户通过 REST API 创建一个 Pod
apiserver 将其写入 etcd
scheduluer 检测到未绑定 Node 的 Pod，开始调度并更新 Pod 的 Node 绑定
kubelet 检测到有新的 Pod 调度过来，通过 container runtime 运行该 Pod
kubelet 通过 container runtime 取到 Pod 状态，并更新到 apiserver 中
1.4 Kubernetes 多组件之间的通信原理
apiserver 负责 etcd 存储的所有操作，且只有 apiserver 才直接操作 etcd 集群
apiserver 对内（集群中的其他组件）和对外（用户）提供统一的 REST API，其他组件均通过 apiserver 进行通信
controller manager、scheduler、kube-proxy 和 kubelet 等均通过 apiserver watch API 监测资源变化情况，并对资源作相应的操作
所有需要更新资源状态的操作均通过 apiserver 的 REST API 进行
apiserver 也会直接调用 kubelet API（如 logs, exec, attach 等），默认不校验 kubelet 证书，但可以通过 --kubelet-certificate-authority 开启（而 GKE 通过 SSH 隧道保护它们之间的通信）
三、容器运行时 Containerd
1.查看当前k3s使用的容器运行时CRI
➜ ~ kubectl get nodes -o wide
NAME STATUS ROLES AGE VERSION INTERNAL-IP EXTERNAL-IP OS-IMAGE KERNEL-VERSION CONTAINER-RUNTIME
script-wang Ready control-plane,master 5d2h v1.28.8+k3s1 192.168.70.221 <none> Ubuntu 20.04.6 LTS 5.15.150.1-microsoft-standard-WSL2 containerd://1.7.11-k3s2
➜ ~ kubectl get nodes -o wide
NAME STATUS ROLES AGE VERSION INTERNAL-IP EXTERNAL-IP OS-IMAGE KERNEL-VERSION CONTAINER-RUNTIME
script-wang Ready control-plane,master 5d2h v1.28.8+k3s1 192.168.70.221 <none> Ubuntu 20.04.6 LTS 5.15.150.1-microsoft-standard-WSL2 containerd://1.7.11-k3s2
2.K3S修改docker为运行环境
在缺省安装时，K3S默认使用containerd作为容器运行环境，
若想使用Docker环境替换containerd环境共有两种方法。
方法一：安装时指定参数
在安装时通过环境变量INSTALL_K3S_EXEC
curl -sfL https://get.k3s.io | INSTALL_K3S_EXEC=“server --docker” sh -s -
或者
curl -sfL https://get.k3s.io | sh -s - server --docker
方法二：安装后修改K3S服务的配置文件：
vim /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/k3s.service
文件内容如下
[Unit]
Description=Lightweight Kubernetes
Documentation=https://k3s.io
Wants=network-online.target
[Install]
WantedBy=multi-user.target
[Service]
Type=notify
EnvironmentFile=/etc/systemd/system/k3s.service.env
KillMode=process
Delegate=yes
# Having non-zero Limit*s causes performance problems due to accounting overhead
# in the kernel. We recommend using cgroups to do container-local accounting.
LimitNOFILE=1048576
LimitNPROC=infinity
LimitCORE=infinity
TasksMax=infinity
TimeoutStartSec=0
Restart=always
RestartSec=5s
ExecStartPre=-/sbin/modprobe br_netfilter
ExecStartPre=-/sbin/modprobe overlay
ExecStart=/usr/local/bin/k3s server
~
~
~
"/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/k3s.service" 26L, 670C 26,0-1 All
在这里我们需要修改ExecStart的值，将其修改为：
/usr/local/bin/k3s server --docker --no-deploy traefik
之后保存退出，执行命令重新加载新的服务配置文件：
systemctl daemon-reload
完成后重启K3S服务：
systemctl restart k3s
查询节点信息
- 显示docker则表示切换成功。
kubectl get node -o wide
NAME STATUS ROLES AGE VERSION INTERNAL-IP EXTERNAL-IP OS-IMAGE KERNEL-VERSION CONTAINER-RUNTIME
iz2zeh0l1z8k2z5qifxbknz Ready master 177m v1.18.4+k3s1 172.17.106.133 <none> CentOS Linux 7 (Core) 3.10.0-514.26.2.el7.x86_64 docker://19.3.12
3. Containerd
一文搞懂容器运行时 Containerd
参考
- 10分钟搞定k8s中的helm和Chart
- 从docker到k8s进阶
- Helm User Guide - Helm 用户指南
- Helm入门（一篇就够了）
- Helm 文档
- 《从Docker到Kubernetes进阶课程》
- 玩K8S不得不会的HELM
- 什么是Helm？它是如何提升云原生应用私有化部署效率的
- 从Docker到Kubernetes进阶，kubernetes-learning，使用 Kubeadm 搭建集群环境，完整版，k3s离线安装部署
- 一文搞懂容器运行时 Containerd
- 轻量级Kubernetes：K3S修改docker为运行环境
- Helm 模板
