单节点k8s的一个小例子

最近开始阅读《Kubernetes权威指南》这本书，书上有一个单节点k8s的小例子，所以就跟着书上的步骤以及这篇博客http://lihaoquan.me/2017/2/25/create-kubernetes-single-node-mode.html操作了一遍，现在把这个过程记录下来，对k8s有一个较直观的认识。

这是一个简单的Java Web应用，结构简单，是一个运行在Tomcat里的Web App，JSP页面通过JDBC直接访问MySQL数据库并展示数据。

此应用需要启动两个容器：Web App容器和MySQL容器，并且Web App容器需要访问MySQL容器。

1.环境准备

这次实验使用的环境是Centos7, IP地址为10.0.0.73

（1）yum源

刚开始我虚拟机的yum源是清华大学的，后面换了个阿里云的yum源。我是为了和博客保持一致，不换源应该也是可以的（有待验证）。

换源操作：

备份

mv /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo.backup

下载新的CentOS-Base.repo到 /etc/yum.repos.d

wget -O /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-7.repo

最后运行

yum makecache

（2）关闭防火墙

centos7自带firewall的防火墙业务，而k8s的master与工作node之间会有大量的网络通信，安全的做法实在防火墙上配置各种需要相互通信的端口号，比如后面用到的3306,30001等端口。本文仅做一个学习过程，所以直接关闭防火墙服务。

systemctl disable firewalld.service
systemctl stop firewalld.service

2.安装和配置k8s

（1）安装etcd和k8s软件（安装过程中会自动安装Docker软件）

 yum install -y etcd kubernetes

（2）配置修改

安装完成后，需要修改相关配置

nano  /etc/sysconfig/docker

将其中的OPTIONS的内容设置为：OPTIONS='--selinux-enabled=false --insecure-registry gcr.io'

nano /etc/kubernetes/apiserver

在KUBE_ADMISSION_CONTROL选项中去掉ServiceAccount选项。否则在后面的pod创建中，会报错。

（3）切换docker hub镜像源

为了稳定pull镜像，使用Daocloud的镜像服务

curl -sSL https://get.daocloud.io/daotools/set_mirror.sh | sh -s http://dbe35452.m.daocloud.io

（4）按顺序启动所有服务

systemctl start etcd
systemctl start docker

在启动docker是遇到了如下错误：

运行命令查看docker服务

systemctl status docker.service

试了很多方法都不行后，在这个链接下面找到了答案https://segmentfault.com/q/1010000002392472。原来由于上面切换了docker hub源导致的问题。将/etc/docker/daemon.json中 {"registry-mirrors": ["http://34df6785.m.daocloud.io"],} 后面的逗号去掉就可以。

nano /etc/docker/daemon.json

继续启动剩下的服务

systemctl start kube-apiserver.service
systemctl start kube-controller-manager.service
systemctl start kube-scheduler.service
systemctl start kubelet.service
systemctl start kube-proxy.service

到目前为止，一个单机版的k8s环境就跑起来了。

3.启动MySQL容器服务

（1）先拉去mysql的服务镜像：

 docker pull mysql

（2）启动MySQL服务

首先为MySQL服务创建一个RC定义文件：mysql-rc.yaml。RC（Replication Controller）定义文件中有3个关键信息：

目标Pod的定义。
目标Pod需要运行的副本数量（Replicas）
要监控的目标Pod的标签（Label），Label是Service和Pod之间的纽带

apiVersion: v1
kind: ReplicationController                            #副本控制器RC
metadata:
  name: mysql                                          #RC的名称，全局唯一
spec:
  replicas: 1                                          #Pod副本的期待数量
  selector:
    app: mysql                                         #符合目标的Pod拥有此标签
  template:                                            #根据此模板创建Pod的副本（实例）
    metadata:
      labels:
        app: mysql                                     #Pod副本拥有的标签，对应RC的Selector
    spec:
      containers:                                      #Pod内容器的定义部分
      - name: mysql                                    #容器的名称
        image: hub.c.163.com/library/mysql              #容器对应的Docker image
        ports: 
        - containerPort: 3306                          #容器应用监听的端口号
        env:                                           #注入容器内的环境变量
        - name: MYSQL_ROOT_PASSWORD 
          value: "123456"

创建好mysql-rc.yaml后，在master节点使用kubectl命令将它发布到k8s集群中。

kubectl create -f mysql-rc.yaml

接下来使用kubectl命令查看刚刚创建的RC:

使用下面命令查看Pod的创建情况：

可见Pod的状态处于ContainerCreating，需要等到状态为Runing才算成功。我在这里碰到了一个bug,Pod一直处在ContainerCreating状态。博客http://blog.csdn.net/xts_huangxin/article/details/51130223提供了定位这种问题的方法。通过“kubectl describe pod PodName”指令查看pod发生的事件，从输出中查看错误信息。我这边的输出是：

然后根据博客http://blog.csdn.net/learner198461/article/details/78036854提供的解决办法，安装rhsm（我也不知道这个是干什么的，就是红帽的一个软件）

yum install *rhsm*

然后再运行

kubectl delete -f mysql-rc.yaml
kubectl create -f mysql-rc.yaml
kubectl get pods

发现Pod已经跑起来了。

（3）创建关联Service

最后，我们创建一个与之关联的Kubernetes Service-MySQL的定义文件：mysql-svc.yaml

apiVersion: v1                      
kind: Service                              #表明是K8s Service
metadata: 
  name: mysql                              #Service的全局唯一名称
spec:
  ports:
    - port: 3306                           #Service提供服务的端口号
  selector:                                #Service对应的Pod拥有这里定义的标签
    app: mysql

spec.selector确定了哪些Pod副本（实例）对应到本服务。类似地，我们通过kubectl create命令创建Service对象。

运行kubectl命令，创建service：

kubectl create -f mysql-svc.yaml

再运行如下状态，查看刚刚创建的service：

kubectl get svc

注意到MySQL服务被分配到了一个值为10.254.152.247的Cluster IP地址，这是一个虚地址，随后，k8s集群中其他新创建的Pod就可以通过Service的Cluster IP+端口号3306来连接和访问它了。现在我们只需知道，根据Service的唯一名字，容器可以从环境变量中获取到Service对应的Cluster IP地址和端口，从而发起TCP/IP连接请求了。

到这里，MySQL容器服务就启动了。小结下创建过程，首先，拉取服务镜像，然后创建RC定义文件，再发布到k8s中，可以看到pod被创建。最后创建一个与之关联的k8s Service，也是通过.yaml文件和kubectl create命令创建。当然，这其中还牵扯到很多概念，比如说Pod和Service之间的联系等等，这个要另起篇幅。

4.启动Web容器服务

有了上面启动MySQL容器服务的经验，我们来启动Web容器服务，过程是一样的。

（1）先拉取一个测试镜像到本地

docker pull kubeguide/tomcat-app:v1

（2）创建对应的RC文件myweb-rc.yaml，内容如下：

apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
  name: myweb
spec:
  replicas: 5                                       #Pod副本期待数量为5
  selector:
    app: myweb
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myweb
    spec:
      containers:
      - name: myweb
        image: docker.io/kubeguide/tomcat-app:v1
        ports: 
        - containerPort: 8080
        env:
        - name: MYSQL_SERVICE_HOST
          value: "mysql"
        - name: MYSQL_SERVICE_PORT
          value: "3306"

然后通过kubectl create命令完成RC的创建和验证工作：

kubectl create -f myweb-rc.yaml
kubectl get rc
kubectl get pods

从输出看到，在RC中声明了5个Pod期待的数量，现在都已经建立并运行起来了，可以看出k8s在自动升级，扩容等方面带来的优势了。

（3）创建对应的Service

最后，创建对应的Service，以下是完整的yaml定义文件（myweb-svc.yaml）:

apiVersion: v1
kind: Service
metadata: 
  name: myweb
spec:
  type: NodePort
  ports:
    - port: 8080
      nodePort: 30001
  selector:
    app: myweb

type=NodePort和nodePort=30001的两个属性，表明此Service开启了NodePort方式的外网访问模式。在k8s集群之外，比如在本机的浏览器里，可以通过30001这个端口访问myweb（对应到8080的虚端口上）。所以前面要关闭防火墙。

运行kubectl create命令进行创建：