初试k8s，通过rancher自顶向下的学习kubernetes
xtshuangxin 2019-11-19
之前就玩过docker，但是一直不知道怎么把容器运用到生产上。构建一个docker镜像，把他run起来很简单；难的是容器的部署（CICD），容器的网络，数据持久化等。如果我们像之前一样，打包好镜像，通过ssh连接到目标服务器run起来，这和打包成二进制传上去似乎也没多大进步。
k8s就是帮我们解决这些难点的工具。k8s是master-node架构，通过master管理node。首先需要将你的机器组成k8s集群，集群机器的内网应该是连通的，这样你的集群就捆绑成了一个整体由k8s接管了。你只需要准备好配置文件，用k8s的api或cli（命令行）发布镜像即可，k8s会根据你配置的规则来管理容器，应用场景有：一份镜像需要部署多少个容器（replicaSets），服务的升级策略（滚动更新），服务的容灾策略（某个node挂了可以在其他node补上缺失的容器），弹性伸缩（监控CPU等指标达到临界值后自动增加容器）等。
怎么样？是不是觉得很cool，你可能迫不及待的想去把k8s用起来了，可是你打开k8s官方文档大段大段的英文和各种生疏的概念就把你整懵了。你跟着教程敲了一遍，一大堆yaml配置，全是命令行操作，可能你已经被墙给干倒了（天朝ha）；还有一堆概念，什么Pod, Deployment, ReplicaSet, Service都是些啥玩意。可能你花了大半天耐心的把文档过了一遍，觉得这个东西根本落不了地啊，这一大堆配置和命令行，这谁顶得住，k8s这么先进不应该是可视化的点点就完事了吗？我一开始天真的以为k8s dashboard能帮帮我，费了点力气把它装好后，发现只有一些监控数据。
下面我想介绍另一种学习思路，自顶向下的学习。其实你一开始不用了解k8s的各种概念，只需要看看别人是怎么用k8s的就行了（都9102年了，那些很潮的公司都已经玩了很久了）。不是说学东西必须得打好基础吗？自顶向下是个什么鬼？拿学开车举例，你开始只是在路上看到别人开车，很拉风可撩妹，比两轮的安全，不怕风吹雨打的，教练我也要开车；你去报了驾校（看到这里你肯觉得我要忽悠你报培训班），你摸到了车看到别人是咋开的，了解了基本知识你就可以在训练场地慢慢蠕动了（测试环境），你甚至不用了解交规，更不用了解汽车的原理，这些后面可以慢慢补。补好基础了你就可以上路，然后你可能需要了解汽车原理，改装它优化它，再练一练排水渠过弯的技巧，成为一代老司机。
回到正题，我们学k8s同样可以先看看别人是咋用的，再去了解其中细节，掌握它。咋看呢？一大部分公司还没跟上潮流，这时我们可以借助开源和云服务。
首先我们的思路没有问题，要便捷的使用k8s我们需要一个可视化管理平台。
开源的有rancher、Qihoo360/wayne等，云服务阿里云、腾讯云、AWS都提供容器服务管理后台。
这里就拿rancher开始吧，毕竟开源免费。值得一提的是，阿里云等的容器服务按量积分，master可托管，弄一两天低配node，一天也就几块。
在本地启动rancher容器：
sudo docker run -d --restart=unless-stopped -p 80:80 -p 443:443 -v /opt/rancher:/var/lib/rancher rancher/rancher
打开https://127.0.0.1:8443平台，可以看到cluster, node, namespace, member等功能。
下面我们需要准备一个k8s cluster（集群），用minikube可以方便的部署一个本地集群。minikube是通过虚拟机创建集群，支持多种虚拟机，我这里用的virtualBox。启动很简单，一个命令minikube start，困难的是墙，下面贴一下配置代理的脚本：
function ministart() {
export HTTP_PROXY=http://192.168.99.1:1089
export HTTPS_PROXY=http://192.168.99.1:1089
export NO_PROXY=localhost,127.0.0.1,10.96.0.0/12,192.168.99.0/24,192.168.39.0/24
minikube start \
--docker-env=HTTP_PROXY=$HTTP_PROXY \
--docker-env=HTTPS_PROXY=$HTTPS_PROXY \
--docker-env=NO_PROXY=$NO_PROXY \
--registry-mirror=https://registry.docker-cn.com
}注意一下这个ip，不能使用127.0.0.1，因为虚拟机需要使用宿主的代理，虚拟机跟宿主机通讯是使用虚拟网卡创建的网段，默认宿主的ip为192.168.99.1，虚拟机是192.168.99.100。你还得把你的梯子监听的地址改改，127.0.0.1->0.0.0.0，监听所有网卡。同样rancher里的ip也应使用192.168.99.1，这个ip必需是所有集群都能访问到的，如果你是用docker自带的k8s集群，你可以用ifconfig找一个无线网或有线网的ip，反正不能使用127.0.0.1。
minikube下载一些必需镜像后，k8s集群就在虚拟机里启动了，可以使用minikube ssh登录到虚拟机里探查一番。下面我们在rancher里引入集群：
集群引入了之后我们来部署我们第一个app，一个echo-server：
等了一会儿k8s把容器部署好了，上面配置了暴露随机端口值是32192，我们访问192.168.99.100:32192就能看的echo-sever返回的信息了。我们觉得一个pod不够，点击+号，k8s会帮我们做水平扩容启动第二个pod，虽然minikube是但节点的，但是依靠容器的隔离特性，单节点照样能部署多个相同应用。
体验一下rancher的pipeline，集成了CICD功能。配置好代码仓库后run起来，会创建Jenkins等容器。等了好一会儿后，可以看到workloads里example-server部署好了。
文档里有介绍pipeline的原理: https://rancher.com/docs/ranc...。rancher会自动创建三个组件：
- Jenkins 用了执行pipeline
- Docker Registry 一个内部Docker Registry，用来存放pipeline build的镜像，镜像在pipeline生命周期后不会保留。如果需要在外部使用image，请配置外部仓库。
- Minio 对象存储，用了存放日志文件
Docker Registry和Minio的数据持久化可以为其配置volume。
ok，下面自行探索一下rancher的各个页面，有Workloads，Load blance，Service discory，pipeline这些部署常用的，还提供报警、日志、监控、用户权限等功能，这就是一个完善的k8s管理平台了，到此你应该了解k8s大概有哪些用处了。
下面你需要再把k8s官方文档捡起来看一看，或者是一本系统介绍k8s的书籍，把你在rancher上用到的功能和k8s的概念对应起来，现在你才能抓住哪些是重点。
一些概念：
pod：k8s最小调度单位，可以是一个或多个容器。
service：对内或对外暴露k8s服务。
deployment：pods和replicaSets的控制器，通过deployment配置的规则来管理pods。
三个主要的命令行程序：
kubeadm：用了启动k8s集群。
kubelet：需要在所以节点上运行，处理集群内部通讯，类似agent。
kubectl：客户端工具，用户用它来给k8s集群发指令，类似ssh，可配置好秘钥远程访问，默认配置是 ~/.kube/config。
一些常用的命令：
kubectl get all -A kubectl get namespaces kubectl get svc kubectl get pods kubectl get deployments hello-world # 暴露服务 kubectl expose deployment hello-world --type=NodePort --name=example-service # logs kubectl -n cattle-system logs -l app=cattle-cluster-agent # exec # -c --container kubectl exec -it pod-name -c container-name -- /bin/bash
更多细节日后再慢慢探索，下面总结一下：
k8s专注于容器部署这一块，它不提供镜像打包（CICD），镜像储存（registry），也没有管理平台，更没有service mesh（服务通讯管控）。如果你要落地和完善，还有很多东西需要你去搞。那个rancher平台看起来很美好，但是实际用起来问题挺多，更适合在其上二次开发。其实最靠谱的落地方案还是使用云服务，用钱来解决问题，先小规模用起来，摸熟了再研究其他姿势。
本文想表达的一个思想是：学习一个东西，你应该先搞清楚why（为什么用？有哪些应用场景？别人咋用的？），然后再研究how（怎么用），这样才能抓住重点，学起来事半功倍。
