静雨·安蝉

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Docker中，不同主机容器网络通信： ​

推荐使用Weave

  • Flannel
    • 特点：简单易用，基于VXLAN或UDP封装，适合中小型集群。
    • 适用场景：初学者或资源有限的环境。
    • 默认配置：子网10.244.0.0/16，通过kubeadm或手动安装。
  • Calico
    • 特点：基于BGP，支持网络策略（Network Policy），性能优异。
    • 适用场景：需要细粒度访问控制或大型生产环境。
    • 默认配置：无需overlay，可用IPIP或VXLAN，安装通过kubectl apply -f。
  • Weave Net
    • 特点：内置加密和服务发现，适合跨主机通信。
    • 适用场景：需要安全性和动态扩展的中小型集群。
    • 默认配置：子网10.32.0.0/12，安装脚本见Weave官网。
  • Cilium
    • 特点：基于eBPF，高效支持网络策略和负载均衡。
    • 适用场景：高性能或云原生应用，适合未来架构。
    • 默认配置：安装通过Helm，需启用eBPF模式。

K8S组件： ​

  1. API Server (kube-apiserver)
    • 作用：K8s的控制入口，处理RESTful API请求，协调各组件通信。
  2. etcd
    • 作用：分布式键值存储，保存集群所有配置和状态数据。
  3. Controller Manager (kube-controller-manager)
    • 作用：运行控制器（如Node Controller、Replication Controller），维护集群期望状态。
  4. Scheduler (kube-scheduler)
    • 作用：根据资源和策略将Pod分配到合适节点。
  5. Kubelet
    • 作用：运行在每个节点上，管理Pod和容器，确保容器按预期运行。
  6. Kube-Proxy
    • 作用：运行在每个节点上，负责服务发现和负载均衡，维护网络规则。
  7. Container Runtime
    • 作用：容器运行时（如Docker、containerd），负责容器的创建和销毁。
  8. DNS (CoreDNS)
    • 作用：提供集群内部的DNS服务，解析Service和Pod域名。

扩展组件 ​

  • Ingress Controller：管理外部访问流量（如Nginx Ingress）。
  • Storage Provisioner：动态提供存储（如CSI插件）。

创建pod的过程 ​

k8s中，最小的数据单元是pod，可能包含一个，或者多个pod

创建流程是：pod（定义yaml文件）——kubectl（将定义发送给k8s集群）——kube-apiserver（验证yaml并授权）——Scheduler调度（协调资源和策略，若无资源则pending）——kubelet（接收调度指令）——CRI创建容器（拉取镜像创建启动容器）

控制器工作原理 ​

  • Replication Controller/Deployment
    • 作用：确保Pod副本数满足需求，Deployment支持滚动更新。
    • 原理：监控Pod标签选择器，调整副本。
  • Node Controller
    • 作用：管理节点生命周期，标记不可用节点。
    • 原理：定期检查节点健康状态。
  • Endpoint Controller
    • 作用：维护Service的Endpoint，关联Pod IP。
    • 原理：监听Service和Pod变化，更新映射。
  • Job Controller
    • 作用：管理一次性任务，监控完成状态。
    • 原理：创建Pod并跟踪成功/失败次数。

k8s中服务发现原理 ​

  • Service资源
    • 作用：Service为一组Pod提供固定虚拟IP（Cluster IP）和端口。
    • 机制：通过标签选择器（Selector）关联Pod，kube-proxy维护IPVS/iptables规则。
  • Endpoint管理
    • 作用：Endpoint Controller监控Service和Pod，生成对应Endpoint对象，记录Pod IP。
    • 机制：当Pod创建/删除时，Endpoint自动更新。
  • DNS解析（CoreDNS）
    • 作用：提供域名服务，将Service名称解析为Cluster IP。
    • 机制：
      • CoreDNS部署为Pod，监听/etc/resolv.conf。
      • 示例：my-service.namespace.svc.cluster.local解析为10.96.0.10。
    • 配置：默认启用，需确保Pod使用集群DNS。
  • kube-proxy
    • 作用：在节点上实现服务负载均衡。
    • 机制：根据Endpoint更新iptables或IPVS规则，将流量分发到后端Pod。

监控方面： ​

  • Node Exporter
    • 作用：收集节点（如Linux服务器）的硬件和操作系统指标（如CPU、内存、磁盘I/O）。
    • 机制：以Prometheus格式暴露指标，监听默认端口9100（如/metrics端点）。
  • Prometheus
    • 作用：定时拉取（scrape）Node Exporter的指标，存储为时间序列数据。
    • 机制：通过prometheus.yml 配置目标（如localhost:9100），支持查询和告警。
  • Grafana
    • 作用：可视化Prometheus数据，提供仪表盘和实时监控。
    • 机制：连接Prometheus作为数据源，导入预设仪表盘。

Python与Go ​

Python：解释型语言，多进程 (并发使用线程池，async，threading)

Go：编译型语言，goroutine（并发使用 "go 函数名"）

MySQL的存储引擎 ​

  1. MySQL的存储引擎：常见有InnoDB、MyISAM。InnoDB支持事务和行级锁，MyISAM支持表级锁，适合读密集。
  2. 主键和外键的作用是什么：主键唯一标识行，外键维护表间关系，确保数据一致性。
  3. MySQL索引的原理和类型：索引加速查询，基于B+树（InnoDB）或哈希。类型有主键索引、唯一索引、普通索引。
  4. MySQL主从复制原理：基于Binlog，主库记录变更，从库通过I/O线程读取并重放（Relay Log）。

sealos私有化部署Kubernetes ​

以debian为例

首先修改虚拟主机IP获取方式为静态IP地址： ​

示例：修改 vim /etc/network/interfaces为以下内容(所有节点都需修改)：

source /etc/network/interfaces.d/*

auto lo
iface lo inet loopback

auto ens33
iface ens33 inet static
    address 192.168.62.131 #当前主机IP地址
    netmask 255.255.255.0 #当前子网掩码
    gateway 192.168.62.2 #当前网关IP地址
    dns-nameservers 192.168.62.2 当前DNS服务器IP地址

修改各个主机名： ​

查看主机名 hostname,修改主机名文件 vim /etc/hostname如：k8s-master(所有节点都需修改)

修改各个主机host映射 ​

示例：修改 vim /etc/hosts 如

192.168.62.131    k8s-master
192.168.62.132    k8s-worker1
192.168.62.133    k8s-worker2

使用sealos一键安装k8s集群 ​

  1. 安装依赖:sudo apt install -y iptables ebtables socat
  2. 下载对应系统sealos包,debian是以deb结尾的：
wget https://github.com/labring/sealos/releases/download/v5.0.1/sealos_5.0.1_linux_amd64.deb
  1. 下载后使用：apt install ./sealos_5.0.1_linux_amd64.deb 安装
  2. 一键安装如下命令：主节点为 192.168.62.131,从节点为 192.168.62.132 192.168.62.133,从节点ssh密码为 password-root
sealos run registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/labring/kubernetes:v1.29.9 registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/labring/helm:v3.9.4 registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/labring/cilium:v1.13.4 \
     --masters 192.168.62.131\
     --nodes 192.168.62.132,192.168.62.133 -p password-root

安装成功如图所示：

其他命令 ​

增加节点 ​

  1. 增加node节点 192.168.64.21与192.168.64.19：sealos add --nodes 192.168.64.21,192.168.64.19
  2. 增加master节点 192.168.64.21与192.168.64.19：sealos add --masters 192.168.64.21,192.168.64.19

删除节点 ​

  1. 删除node节点 192.168.64.21与192.168.64.19：sealos delete --nodes 192.168.64.21,192.168.64.19
  2. 删除master节点 192.168.64.21与192.168.64.19：sealos delete --masters 192.168.64.21,192.168.64.19

清理k8s集群 ​

sealos reset

离线安装k8s ​

离线环境只需要提前导入镜像，其它步骤与在线安装一致。

首先在有网络的环境中导出集群镜像：

  1. 拉取镜像：
sealos pull registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/labring/kubernetes:v1.29.9
  1. 保存镜像为压缩包 kubernetes.tar
sealos save -o kubernetes.tar registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/labring/kubernetes:v1.29.9
  1. 方式1：将kubernetes.tar 拷贝到其他离线环境,使用 load导入集群镜像
sealos load -i kubernetes.tar
  1. 查看现有镜像 sealos images
  2. 离线安装：
    1. 单机部署方式 sealos run registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/labring/kubernetes:v1.29.9
    2. 集群部署方式
sealos run registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/labring/kubernetes:v1.29.9 registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/labring/helm:v3.9.4 registry.cn-shanghai.aliyuncs.com/labring/cilium:v1.13.4 \
     --masters 192.168.64.2,192.168.64.22,192.168.64.20 \
     --nodes 192.168.64.21,192.168.64.19 -p [your-ssh-passwd]
  1. 方式2：
  2. 快速启动 K8s 单节点：sealos run kubernetes.tar 集群同理

创建Pod ​

bash
apiVersion: v1  # 指定 Kubernetes API 版本，v1 是核心 API 组，用于 Pod 等基础资源
kind: Pod  # 定义资源类型为 Pod，表示一个独立运行的 Pod
metadata:  # 元数据部分，定义 Pod 的名称、标签和命名空间
  name: nginx-demo  # Pod 的名称，唯一标识此 Pod
  labels:  # 标签，用于筛选或管理 Pod（如 kubectl get pods -l type=app）
    type: app  # 标签键值对，type=app 可用于选择器
    version: 1.0.0  # 标签键值对，version=1.0.0 表示版本
  namespace: 'default'  # 指定 Pod 所在的命名空间，default 为默认命名空间
spec:  # Pod 的规格，定义其运行行为
  containers:  # 容器列表，Pod 中可以运行多个容器
  - name: nginx  # 容器名称，唯一标识容器
    image: nginx:1.7.9  # 容器镜像，指定使用 nginx 1.7.9 版本（较旧，建议更新到最新版如 nginx:latest）
    imagePullPolicy: IfNotPresent  # 镜像拉取策略，IfNotPresent 表示本地有镜像时不重新拉取
    resources:  # 资源配额，定义容器对 CPU 和内存的需求
      requests:  # 最低资源需求，保证容器分配的最小资源
        cpu: "100m"  # 请求 100 毫核（0.1 CPU），注意单位应为 "100m" 而非 "100Mi"
        memory: "128Mi"  # 请求 128MiB 内存
      limits:  # 最大资源限制，防止容器超出此范围
        cpu: "200m"  # 限制最大 200 毫核（0.2 CPU）
        memory: "256Mi"  # 限制最大 256MiB 内存
    command:  # 覆盖镜像的默认启动命令
    - nginx  # 运行 nginx 命令
    - -g  # 指定 nginx 的全局配置参数
    - 'daemon off;'  # 使 nginx 以前台进程运行，避免容器退出
    workingDir: /usr/share/nginx/html  # 设置容器工作目录为 nginx 默认的 HTML 文件路径
    ports:  # 定义容器暴露的端口
    - name: http  # 端口名称，标识为 HTTP
      containerPort: 80  # 容器内监听的端口（nginx 默认 HTTP 端口）
      protocol: TCP  # 端口协议，指定为 TCP
    env:  # 环境变量列表
    - name: JVM_OPTS  # 环境变量名称，JVM_OPTS 用于 Java 虚拟机配置
      value: '-Xms128m -Xmx128m'  # 设置 JVM 初始和最大堆内存为 128MB（但 nginx 非 Java 应用，此变量可能无用）
    args: ["--vm", "1", "--vm-bytes", "150M", "--vm-hang", "1"]  # 传递给 command 的参数，可能是测试用途，但与 nginx 不相关（见问题分析）
  restartPolicy: OnFailure  # Pod 重启策略，OnFailure 表示仅在容器失败时重启（修正了原文件的拼写错误 "restartPollcy"）

常见命令 ​

bash
kubectl get pods #列出当前命名空间中的所有 Pod。
kubectl get deploy #列出当前命名空间中的所有 Deployment。
kubectl delete deploy deploy名 #删除指定名称的 Deployment
kubectl get services #列出当前命名空间中的所有 Service
kubectl delete services services名 #删除指定名称的 Service

使用kubectl管理k8s集群 ​

类别命令功能描述示例
基本命令
create创建资源根据文件、目录或URL创建资源，支持单个或多个文件。kubectl create -f ./nginx.yaml kubectl create -f ./dir kubectl create -f xxx.git.io/vxxzso.yaml
run运行镜像在集群中运行指定镜像，支持终端交互、多个副本等。kubectl run -i --tty busybox --image=busybox kubectl run nginx --image=nginx kubectl run mybusybox --image=busybox --replicas=5
explain获取资源文档查看指定资源的文档说明，如pod、service等。kubectl explain pods,svc
get查询资源获取资源信息（如node、pod、service等），支持多种格式和过滤。kubectl get nodes kubectl get pods -o wide --all-namespaces kubectl get namespaces kube-system -o yaml
edit编辑资源在服务端直接编辑资源配置。kubectl edit svc/docker-registry
delete删除资源根据文件、名称或标签删除资源，支持强制删除和包含未初始化资源。kubectl delete -f ./pod.json kubectl delete pod,service baz foo kubectl delete pods prometheus-7fcfcb9f89-qkkf7 --grace-period=0 --force
cp文件拷贝在容器与宿主机之间拷贝文件或目录。kubectl cp default/venus-registry-web-8cd94fc99-fws4b:demo.txt demo.txt kubectl cp demo.txt default/venus-registry-web-8cd94fc99-fws4b:demo.txt
部署命令
rollout查看/回退修订版本查看部署的历史修订版本或回退到指定版本。kubectl rollout history deployment nginx-deployment kubectl rollout undo deployment nginx-deployment --to-revision=1
scale调整副本数手动扩展或缩减副本数量。kubectl scale rc rc-nginx-3 --replicas=4
autoscale自动调整副本数根据负载自动调整副本数，指定最小和最大范围。kubectl autoscale rc rc-nginx-3 --min=1 --max=4
集群管理命令
cluster-info查看集群信息显示集群的详细信息。kubectl cluster-info kubectl cluster-info dump
top查看资源使用情况显示节点或pod的CPU、内存等资源使用情况。kubectl top node k8s-node kubectl top pod -n logging
cordon标记节点不可调度将节点标记为不可调度状态。kubectl cordon k8s-node
uncordon标记节点可调度将节点标记为可调度状态。kubectl uncordon k8s-node
drain排除节点排除节点上的pod，准备维护。kubectl drain k8s-node
故障排查和诊断
describe显示资源详细信息查看资源（如pod、node）的详细状态和事件。kubectl describe pod xxx kubectl describe nodes
logs查看容器日志查看pod中容器的日志，支持指定容器、行数和实时输出。kubectl logs -f kube-dns-699984412-vz1q6 -n kube-system kubectl logs --tail=10 nginx
exec执行容器命令在容器中执行shell命令，支持交互模式和多容器指定。kubectl exec -it codeleak-github-cron-1567581840-zsqpc /bin/bash kubectl exec nginx-pod -c my-container -- ls /
高级命令
apply应用配置根据文件或标准输入更新资源配置。kubectl apply -f rc-nginx.yaml`cat pod.json
设置命令
label管理资源标签添加、修改或删除资源的标签，支持覆盖和批量操作。kubectl label nodes node01 disk=ssd kubectl label pods tomcat app=tomcat kubectl label pods tomcat app-
annotate管理Annotations更新资源的Annotations信息。kubectl annotate pods foo description='my frontend'
其他命令
version查看版本信息显示客户端和服务端的版本信息。kubectl version
api-versions查看API版本显示服务端支持的API版本。kubectl api-versions
api-resources查看资源类型显示服务端支持的资源类型。kubectl api-resources