02-k8s的集群架构、网段说明及部署方式说明

一、集群架构及组件说明

https://www.cnblogs.com/dezyan/gallery/image/512931.html

官方链接：

https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/overview/components/

• Scheduler

kube-scheduler根据调度算法为新创建的Pod选择一个Node节点，可以任意部署，可以部署在同一个节点上，也可以部署在不同的节点上。

• Controller Manager

Kube-controller-manager，处理集群中常规后台任务，一个资源对应一个控制器，而ControllerManager就是负责管理这些控制器的。

• Cloud Controller Manager

用在云平台上的Kube-controller-manager组件。如果我们直接在物理机上部署的话，可以不使用该组件。

• API Server

kube-apiserver，集群的统一入口，各组件协调者，以RESTFUL API提供接口服务，所有对象资源的增删改查和监听操作都交给APIServer处理后再提交给etcd存储。

• Etcd

分布式键值存储系统，用于保存集群状态元数据信息，比如Pod，Service等对象信息。这个数据库是可以单独拿出来部署，只需要API server可以连接到该分布式数据库集群即可。

• kubelet

可以理解为Master在工作节点上的Agent，管理本机运行容器的生命周期，比如创建容器，Pod挂载数据卷，下载secret，获取容器的节点状态等工作。kubelet将每一个Pod转换成一组容器。

• kube-proxy

在工作节点上实现Pod网络代理，维护网络规则和四层负载均衡工作。换句话说，就是用于负责Pod网络路由，用于对外提供访问的实现。可以找到你关心的项目所在的pod节点。

• POD

用户划分容器的最小单位，一个POD可以存在多个容器。

• docker/rocket(rkt，已停止支持)

容器引擎，用于运行容器

• CNI

Pod跨节点进行网络通信的网络插件。

二、Kubernetes的三种网段说明

• K8S各组件通信的网络
  使用时物理网卡，默认网段: 10.0.0.0/24。

• 跨节点容器实现通信的网段:
  用户可以自定义，学习环境推荐: 10.100.0.0/16。

  但是在自定义网段时，要考虑将来能够分片的IP地址数量，"10.100.0.0/16"最多有65536个IP地址。

  如果将来容器运行的数量超过该规模时，应该考虑将网段地址调大，比如"10.0.0.0/8"。

• Service网段：
  为容器提供负载均衡和服务发现功能。也是需要一个独立的网段，比如"10.200.0.0/16"最多有65536个IP地址。

  同理，如果规模较大时，应该考虑网段分配的问题

三、K8S的部署方式

CNCF技术蓝图：
https://landscape.cncf.io/

1.官方默认的两种部署方式

在生产环境中都可以使用，且都支持高可用环境。咱们学习过程中，建议选择kubeadm,因为对新手友好。

1.1 二进制部署K8S集群

	手动部署K8S各个组件，配置文件，启动脚本及证书生成，kubeconfig文件。 
	优点：
		可以高度定制，自定义配置信息，提高集群性能；
	缺点：
		配置繁琐，对新手不友好，尤其是证书管理。老手部署的话2小时起步，新手20+小时；排查问题困难，升级不便；

1.2 kubeadm部署K8S集群

	是官方提供的一种快速部署K8S各组件的部署方式，如果镜像准备就绪的情况下，基于容器的方式部署。
	需要提前安装kubelet，docker或者containerd，kubeadm组件。
	优点：
		配置简单，适合新手。新手在镜像准备好的情况下，仅需要2分钟部署完毕；
	缺点：
		自定义能力有限，维护难度相对来说较高；

2.第三方提供的部署方式

2.1 国内公司

• 青云科技： kubesphere

​ 底层基于kubeadm快速部署K8S，提供了丰富的图形化管理界面。

• kuboard

​ 底层基于kubeadm快速部署K8S，提供了丰富的图形化管理界面

• kubeasz

​ 底层基于二进制方式部署，结合ansible的playbook实现的快速部署管理K8S集群

2.2 国外产品

• rancher

​ 和国内的kubesphere很相似，也是K8S发行商，提供了丰富的图形化管理界面。
​ 还基于K8S研发出来了K3S，号称轻量级的K8S

2.3 云厂商产品

• 阿里云的ACK的SAAS产品
• 腾讯云的TKE的SAAS产品
• 华为云的CCE的SAAS产品
• ucloud的UK8S的SAAS产品
• 亚马逊的Amazon EKS的SAAS产品
• 京东云，百度云的SAAS产品等。

2.4 其他部署方式

• minikube:
  适合在windows部署K8S，适合开发环境搭建的使用。不建议生产环境部署。

• kind:
  可以部署多套K8S环境，轻量级的命令行管理工具。

• yum:
  不推荐，版本支持较低，默认是1.5.2。

3.二进制部署和kubeadm部署的区别

相同点:
	都可以部署K8S高可用集群。
	
不同点:
	- 1.部署难度: kubeadm简单.
	- 2.部署时间: kubeadm短时间。
	- 3.证书管理: 二进制需要手动生成，而kubeadm自建一个10年的CA证书，各组件证书有效期为1年。
	- 4.软件安装: kubeadm需要单独安装kubeadm,kubectl和kubelet组件，由kubelet组件启动K8S其他相关Pod，而二进制需要安装除了kubeadm的其他K8S组件。

4.Kubernetes的版本选择

	首先，是K8S 1.23.17版本，该版本的第一个rc版本是2021年初，最后一个版本是23年年初结束。

	其次，部署K8S 1.24，基于kubekey的方式部署K8S 1.28版本，而后部署kubesphere来管理多套K8S集群。

	最后，我们以二进制部署K8S集群搭建最新版本讲解。