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请教kubernetes部署问题pod一直处于pending状态

归档日期:12-18       文本归类:方向部署      文章编辑:爱尚语录

  我们先从整体上看一下Kubernetes的一些理念和基本架构,然后从网络、资源管理、存储、服务发现、负载均衡、高可用、rollingupgrade、安全、监控等方面向大家简单介绍Kubernetes的这些主要特性。当然也会包括一些需要注意的问题。主要目的是帮助大家快速理解Kubernetes的主要功能,今后在研究和使用这个具的时候有所参考和帮助。1.Kubernetes的一些理念:用户不需要关心需要多少台机器,只需要关心软件(服务)运行所需的环境。以服务为中心,你需要关心的是api,如何把大服务拆分成小服务,如何使用api去整合它们。保证系统总是按照用户指定的状态去运行。不仅仅提给你供容器服务,同样提供一种软件系统升级的方式;在保持HA的前提下去升级系统是很多用户最想要的功能,也是最难实现的。那些需要担心和不需要担心的事情。更好的支持微服务理念,划分、细分服务之间的边界,比如lablel、pod等概念的引入。对于Kubernetes的架构,可以参考官方文档。大致由一些主要组件构成,包括Master节点上的kube-apiserver、kube-scheduler、kube-controller-manager、控制组件kubectl、状态存储etcd、Slave节点上的kubelet、kube-proxy,以及底层的网络支持(可以用Flannel、OpenVSwitch、Weave等)。看上去也是微服务的架构设计,不过目前还不能很好支持单个服务的横向伸缩,但这个会在Kubernetes的未来版本中解决。2.Kubernetes的主要特性会从网络、服务发现、负载均衡、资源管理、高可用、存储、安全、监控等方面向大家简单介绍Kubernetes的这些主要特性-由于时间有限,只能简单一些了。另外,对于服务发现、高可用和监控的一些更详细的介绍,感兴趣的朋友可以通过这篇文章了解。1)网络Kubernetes的网络方式主要解决以下几个问题:a.紧耦合的容器之间通信,通过Pod和localhost访问解决。b.Pod之间通信,建立通信子网,比如隧道、路由,Flannel、OpenvSwitch、Weave。c.Pod和Service,以及外部系统和Service的通信,引入Service解决。Kubernetes的网络会给每个Pod分配一个IP地址,不需要在Pod之间建立链接,也基本不需要去处理容器和主机之间的端口映射。注意:Pod重建后,IP会被重新分配,所以内网通信不要依赖PodIP;通过Service环境变量或者DNS解决。2)服务发现及负载均衡kube-proxy和DNS,在v1之前,Service含有字段portalip和publicIPs,分别指定了服务的虚拟ip和服务的出口机ip,publicIPs可任意指定成集群中任意包含kube-proxy的节点,可多个。portalIp通过NAT的方式跳转到container的内网地址。在v1版本中,publicIPS被约定废除,标记为deprecatedPublicIPs,仅用作向后兼容,portalIp也改为ClusterIp,而在serviceport定义列表里,增加了nodePort项,即对应node上映射的服务端口。DNS服务以addon的方式,需要安装skydns和kube2dns。kube2dns会通过读取KubernetesAPI获取服务的clusterIP和port信息,同时以watch的方式检查service的变动,及时收集变动信息,并将对于的ip信息提交给etcd存档,而skydns通过etcd内的DNS记录信息,开启53端口对外提供服务。大概的DNS的域名记录是pace.tenx.domain,“tenx.domain”是提前设置的主域名。注意:kube-proxy在集群规模较大以后,可能会有访问的性能问题,可以考虑用其他方式替换,比如HAProxy,直接导流到Service的endpints或者Pods上。Kubernetes官方也在修复这个问题。3)资源管理有3个层次的资源限制方式,分别在Container、Pod、Namespace层次。Container层次主要利用容器本身的支持,比如Docker对CPU、内存、磁盘、网络等的支持;Pod方面可以限制系统内创建Pod的资源范围,比如最大或者最小的CPU、memory需求;Namespace层次就是对用户级别的资源限额了,包括CPU、内存,还可以限定Pod、rc、service的数量。资源管理模型-》简单、通用、准确,并可扩展目前的资源分配计算也相对简单,没有什么资源抢占之类的强大功能,通过每个节点上的资源总量、以及已经使用的各种资源加权和,来计算某个Pod优先非配到哪些节点,还没有加入对节点实际可用资源的评估,需要自己的schedulerplugin来支持。其实kubelet已经可以拿到节点的资源,只要进行收集计算即可,相信Kubernetes的后续版本会有支持。4)高可用主要是指Master节点的HA方式官方推荐利用etcd实现master选举,从多个Master中得到一个kube-apiserver保证至少有一个master可用,实现highavailability。对外以loadbalancer的方式提供入口。这种方式可以用作ha,但仍未成熟,据了解,未来会更新升级ha的功能。一张图帮助大家理解:也就是在etcd集群背景下,存在多个kube-apiserver,并用pod-master保证仅是主master可用。同时kube-sheduller和kube-controller-manager也存在多个,而且伴随着kube-apiserver同一时间只能有一套运行。5)rollingupgradeRC在开始的设计就是让rollingupgrade变的更容易,通过一个一个替换Pod来更新service,实现服务中断时间的最小化。基本思路是创建一个复本为1的新的rc,并逐步减少老的rc的复本、增加新的rc的复本,在老的rc数量为0时将其删除。通过kubectl提供,可以指定更新的镜像、替换pod的时间间隔,也可以rollback当前正在执行的upgrade操作。同样,Kuberntes也支持多版本同时部署,并通过lable来进行区分,在service不变的情况下,调整支撑服务的Pod,测试、监控新Pod的工作情况。6)存储大家都知道容器本身一般不会对数据进行持久化处理,在Kubernetes中,容器异常退出,kubelet也只是简单的基于原有镜像重启一个新的容器。另外,如果我们在同一个Pod中运行多个容器,经常会需要在这些容器之间进行共享一些数据。Kuberenetes的Volume就是主要来解决上面两个基础问题的。Docker也有Volume的概念,但是相对简单,而且目前的支持很有限,Kubernetes对Volume则有着清晰定义和广泛的支持。其中最核心的理念:Volume只是一个目录,并可以被在同一个Pod中的所有容器访问。而这个目录会是什么样,后端用什么介质和里面的内容则由使用的特定Volume类型决定。创建一个带Volume的Pod:spec.volumes指定这个Pod需要的volume信息tainers.volumeMounts指定哪些container需要用到这个VolumeKubernetes对Volume的支持非常广泛,有很多贡献者为其添加不同的存储支持,也反映出Kubernetes社区的活跃程度。emptyDir随Pod删除,适用于临时存储、灾难恢复、共享运行时数据,支持RAM-backedfilesystemhostPath类似于Docker的本地Volume用于访问一些本地资源(比如本地Docker)。gcePersistentDiskGCEdisk-只有在GoogleCloudEngine平台上可用。awsElasticBlockStore类似于GCEdisk节点必须是AWSEC2的实例nfs-支持网络文件系统。rbd-RadosBlockDevice-Cephsecret用来通过KubernetesAPI向Pod传递敏感信息,使用tmpfs(aRAM-backedfilesystem)persistentVolumeClaim-从抽象的PV中申请资源,而无需关心存储的提供方glusterfsiscsigitRepo根据自己的需求选择合适的存储类型,反正支持的够多,总用一款适合的:)7)安全一些主要原则:基础设施模块应该通过APIserver交换数据、修改系统状态,而且只有APIserver可以访问后端存储(etcd)。把用户分为不同的角色:Developers/ProjectAdmins/Administrators。允许Developers定义secrets对象,并在pod启动时关联到相关容器。以secret为例,如果kubelet要去pull私有镜像,那么Kubernetes支持以下方式:通过dockerlogin生成.dockercfg文件,进行全局授权。通过在每个namespace上创建用户的secret对象,在创建Pod时指定imagePullSecrets属性(也可以统一设置在serviceAcouunt上),进行授权。认证(Authentication)APIserver支持证书、token、和基本信息三种认证方式。授权(Authorization)通过apiserver的安全端口,authorization会应用到所有http的请求上AlwaysDeny、AlwaysAllow、ABAC三种模式,其他需求可以自己实现Authorizer接口。8)监控比较老的版本Kubernetes需要外接cadvisor主要功能是将node主机的containermetrics抓取出来。在较新的版本里,cadvior功能被集成到了kubelet组件中,kubelet在与docker交互的同时,对外提供监控服务。Kubernetes集群范围内的监控主要由kubelet、heapster和storagebackend(如influxdb)构建。Heapster可以在集群范围获取metrics和事件数据。它可以以pod的方式运行在k8s平台里,也可以单独运行以standalone的方式。注意:heapster目前未到1.0版本,对于小规模的集群监控比较方便。但对于较大规模的集群,heapster目前的cache方式会吃掉大量内存。因为要定时获取整个集群的容器信息,信息在内存的临时存储成为问题,再加上heaspter要支持api获取临时metrics,如果将heapster以pod方式运行,很容易出现OOM。所以目前建议关掉cache并以standalone的方式独立出k8s平台。

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