k3s,k8s集群hello world部署

节点node

节点: 安装有k3s,k8s环境的主机或虚拟机，分为control-plane,master主控节点和<none>一般节点。每个节点已安装好容器环境(Docker等), 并且最好安装上需要image镜像, 这样可避免远程拉去image。给每个node设置好label标签, 可方便后期规划任务的分配。

节点添加标签`sudo kubectl label node <node-name> <label-key>=<label-value>`。
节点删除标签`sudo kubectl label node <node-name> <label-key>-`, 减号表示删除。
查询节点的标签`sudo kubectl get node --show-labels`。

编排单位

pod 最小的编排单位，由一个或多个容器组成。一个pod不会跨越多个节点，所有pod内的容器共享相同的ip和端口空间。缺点：不能设置并发数量，只能创建一个实例。
Deployment 可以通过scale来进行弹性扩容，做负载均衡。
Service 专用做服务器对外暴露设定，指定 Deployment 或者特定集合 Pod 的网络层抽象。

YAML 描述文件

编排单位的设定用命令也可以设定，但是不方便，k8s支持yaml进行描述。
参考Kubernetes之yaml文件详解

Pod 示例

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
    name: nginx
    labels:
        app: nginx
spec:
    containers:
        - name: nginx
          image: nginx
          ports:
              - containerPort: 80

Deployment 示例

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
    name: nginx-deployment
spec:
    selector:
        matchLabels:
            app: nginx
    replicas: 3
    template:
        metadata:
            labels:
                app: nginx
        spec:
            containers:
            - name: nginx
              image: nginx
              ports:
              - containerPort: 80

Service 示例

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
    name: nginx-service
spec:
    type: NodePort
    selector:
        app: nginx
    ports:
    - protocol: TCP
      port: 80
      targetPort: 80
      nodePort: 30080

部署deployment.yaml 和 server.yaml

sudo kubectl apply -f deployment.yaml
sudo kubectl apply -f server.yaml

查看状态

sudo kubectl get pods
sudo kubectl get services

删除

sudo kubectl delete -f xxx.yaml

强制删除Terminating中的pod

sudo kubectl delete pod POD_NAME --force --grace-period=0

网络

参考:k8s中的网络

k8s组网要求

所有的Pods之间可以在不使用NAT网络地址转换的情况下相互通信
所有的Nodes之间可以在不使用NAT网络地址转换的情况下相互通信
每个Pod自己看到的自己的ip和其他Pod看到的一致

k8s网络模型设计原则

每个Pod都拥有一个独立的 IP地址，而且假定所有 Pod 都在一个可以直接连通的、扁平的网络空间中。
不管它们是否运行在同一个 Node (宿主机)中，都要求它们可以直接通过对方的 IP 进行访问。
设计这个原则的原因是，用户不需要额外考虑如何建立 Pod 之间的连接，也不需要考虑将容器端口映射到主机端口等问题。

访问服务的几种方式

ClusterIP, service默认的地址类型，只能在集群内部访问.
NodePort, service的端口暴露到node机器的对应端口，这就可以通关暴露的node从外部来访问集群服务。
Service LoadBalancer, 云厂商的扩展接口。
Ingress Controller。

前面的示例中使用了NodePort方式，先展示一下集群节点情况：

$sudo kubectl get nodes -o wide
NAME       STATUS                     ROLES                  AGE   VERSION        INTERNAL-IP    EXTERNAL-IP   OS-IMAGE             KERNEL-VERSION       CONTAINER-RUNTIME
ubuntu18   Ready,SchedulingDisabled   control-plane,master   14d   v1.21.5+k3s2   192.168.0.7    <none>        Ubuntu 18.04.6 LTS   4.15.0-161-generic   docker://20.10.9
u18node    Ready                      <none>                 14d   v1.21.5+k3s2   192.168.0.13   <none>        Ubuntu 18.04.6 LTS   4.15.0-161-generic   docker://20.10.9

有两个节点， NodeIP地址分别是192.168.0.7和192.168.0.13。

在看下pod和service的运行情况:

$ sudo kubectl get pods -o wide
NAME                                READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP           NODE      NOMINATED NODE   READINESS GATES
nginx-deployment-7848d4b86f-g94qj   1/1     Running   2          14d   10.42.1.13   u18node   <none>           <none>
nginx-deployment-7848d4b86f-hc5k2   1/1     Running   2          14d   10.42.1.14   u18node   <none>           <none>
nginx-deployment-7848d4b86f-z2cm2   1/1     Running   2          14d   10.42.1.15   u18node   <none>           <none>

$ sudo kubectl get services -o wide
NAME            TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE   SELECTOR
kubernetes      ClusterIP   10.43.0.1    <none>        443/TCP        14d   <none>
nginx-service   NodePort    10.43.3.67   <none>        80:30080/TCP   22m   app=nginx

nginx-deployment有三个实例在运行, ClusterIP地址分别是:10.42.1.13, 10.42.1.14, 10.42.1.15。
nginx-service 的ClusterIP是10.43.3.67, 暴露给集群内部的端口是80, 节点暴露的端口是30080.

现在有三台机器，ip地址分别是192.168.0.7，192.168.0.13和192.168.0.14.
其中192.168.0.7，192.168.0.13已组集群，三台机器可以互通。

在集群内部的机器上直接访问pod服务端口。
```
curl 10.42.1.13:80
curl 10.42.1.14:80
curl 10.42.1.15:80
```
ip为192.168.0.14的机器不能通过这样的方式访问。不推荐这种访问方式，pod的分配是变化的，仅用作测试用。
在集群内部的机器上访问service的服务端口。
```
curl 10.43.3.67:80
```
依然是只有192.168.0.7和192.168.0.13可以访问，但是由于service的ClusterIP已经固定，所以可以用来做集群内部服务器暴露方法。
在集群外的机器上访问node上暴露的端口。
```
curl 192.168.0.7:30080
curl 192.168.0.13:30080
```
这样就可以在192.168.0.14这台机器上访问nginx服务了。
NodePort方式，需要一台独立的node机器专门对外暴露访问，并做好端口映射和转发，就可以实现internet访问集群内部的服务了。