使用Minikube+docker+harbor+k8s自动化部署 @by_TWJ

1. 开始

建议使用driver=none方式

1.1. 环境

系统：archlinux
k8s版本：1.30.0

1.2. 测试的git仓库

https://gitee.com/alvis128/demo.git
https://gitee.com/alvis128/demo2.git

1.3. 离线文件

链接：https://pan.baidu.com/s/1G0mhdUhd0HmphZnlva2prg 
提取码：ue70

1.4. 安装docker

# 安装docker
sudo pacman -S docker
# 配置自启动服务，并立即启动docker
sudo systemctl enable --now docker
# 赋予当前用户docker权限
sudo usermod -aG docker $USER
newgrp docker

docker 配置源
/etc/docker 目录可能不存在，需要创建，所以运行命令：mkdir /etc/docker

nano /etc/docker/daemon.json
----------------------
{
 "registry-mirrors": [
    "http://hub-mirror.c.163.com",
    "https://docker.mirrors.ustc.edu.cn",
    "https://registry.docker-cn.com"
 ]
}
---------------------
# 更新daemon
systemctl daemon-reload
# 重启docker
systemctl restart docker
# 查看docker状态
systemctl status docker

1.5. 安装docker-compose（非必要）

# 安装docker-compose
sudo pacman -S docker-compose

1.6. 安装Jenkins

默认启动端口是：8090

sudo pacman -S jenkins
# 查看启动状态
systemctl status jenkins 
# 若没有启动，则运行命令启动
systemctl start jenkins

# 赋予当前用户(jenkins)docker权限
sudo usermod -aG docker jenkins
newgrp docker

额外：
jenkins切换用户执行

# 修改
nano /usr/lib/systemd/system/jenkins.service
-------------
user=tavion
-------------
chown -R tavion:tavion /usr/lib/jenkins
chown -R tavion:tavion /var/cache/jenkins
chown -R tavion:tavion /var/log/jenkins

1.7. 安装harbor

第一步、下载并解压
github仓库：https://github.com/goharbor/harbor/releases

# 下载并解压
wget https://github.com/goharbor/harbor/releases/download/v2.11.0-rc1/harbor-offline-installer-v2.11.0-rc1.tgz
tar zxvf harbor-offline-installer-v2.11.0-rc1.tgz
# 上面解压后，会生成harbor目录，然后我们进入目录
cd harbor

第二步、配置harbor.yml

# 复制并改名
cp harbor.yml.tmpl harbor.yml
# 第二步、修改harbor.yml文件
nano harbor.yml
----------------------
# 注释https
# 修改hosthome为本地ip地址，也可以改为域名
----------------------

修改harbor.yml文件，我们测试环境不需要用https，所以注释掉，例如：

# 修改hostname
hostname: tavion.com

http:
  port: 8180
# 下面注释https
# https related config
# https:
  # https port for harbor, default is 443
  # port: 8181
  # The path of cert and key files for nginx
  # certificate: /home/vagrant/harbor/secret/ca.crt
  # private_key: /home/vagrant/harbor/secret/ca.key
  # enable strong ssl ciphers (default: false)
  # strong_ssl_ciphers: false

（后面略）

第三步、修改/etc/hosts，追加自定义域名

echo "127.0.0.1 tavion.com" >> /etc/hosts

第四步、导入harbor的images包
如果不导入，harbor会联网下载包，很慢的

docker load -i harbor.v2.11.0.tar.gz

第五步、安装harbor

./install.sh

1.8. 允许docker通过http访问私有仓库

第一种：通过修改daemon.json 方式（不推荐，因为重启后，会被其他程序修改）


# 修改/etc/docker/daemon.json ,修改结果如下：
vi /etc/docker/daemon.json
-----------------------------------------------

{
  "exec-opts": [
    "native.cgroupdriver=systemd"
  ],
  "log-driver": "json-file",
  "log-opts": {
    "max-size": "100m"
  },
  "storage-driver": "overlay2",
  "registry-mirrors": [
    "http://hub-mirror.c.163.com",
    "https://docker.mirrors.ustc.edu.cn",
    "https://registry.docker-cn.com"
  ],
  "insecure-registries": [
    "http://tavion.com:8380"
  ]
}
-----------------------------------------------
# 刷新daemon
systemctl daemon-reload
systemctl restart docker
# 查看docker是否正常运行，没问题
systemctl status docker

第二种：通过在docker.service启动时添加例外

# 通过查看状态，找到docker服务执行类
systemctl status docker
# 修改服务
sudo nano /usr/lib/systemd/system/docker.service
------------------------------------------
# 修改成如下，在末尾添加例外 --insecure-registry=tavion.com
ExecStart=/usr/bin/dockerd -H fd:// --containerd=/run/containerd/containerd.sock --insecure-registry=tavion.com
------------------------------------------

1.9. 修改/etc/hosts，追加自定义域名

前面如果运行了，这里就不用运行了

echo "127.0.0.1 tavion.com" >> /etc/hosts

1.10. 安装Minikube

打开网址：https://minikube.sigs.k8s.io/docs/start/
根据提示安装Minikube

例如linux系统安装步骤：

# 下载并安装minikube程序
curl -LO https://storage.googleapis.com/minikube/releases/latest/minikube-linux-amd64
sudo install minikube-linux-amd64 /usr/local/bin/minikube && rm minikube-linux-amd64

# 使用minikube部署k8s，安装很慢，因为网络问题，如下就是成功例子
minikube start  --kubernetes-version=v1.30.0  --image-repository=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers --driver=docker --memory=2048mb  --image-mirror-country='cn'
---------------------------------------------
* minikube v1.33.1 on Arch  (vbox/amd64)
* Using the docker driver based on user configuration
* Using image repository registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers
* Using Docker driver with root privileges
* Starting "minikube" primary control-plane node in "minikube" cluster
* Pulling base image v0.0.44 ...
! minikube was unable to download registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/kicbase:v0.0.44, but successfully downloaded docker.io/kicbase/stable:v0.0.44 as a fallback image
* Creating docker container (CPUs=2, Memory=2048MB) ...
* Preparing Kubernetes v1.30.0 on Docker 26.1.1 ...
  - Generating certificates and keys ...
  - Booting up control plane ...
  - Configuring RBAC rules ...
* Configuring bridge CNI (Container Networking Interface) ...
* Verifying Kubernetes components...
  - Using image registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/storage-provisioner:v5
* Enabled addons: storage-provisioner, default-storageclass
* kubectl not found. If you need it, try: 'minikube kubectl -- get pods -A'
* Done! kubectl is now configured to use "minikube" cluster and "default" namespace by default
---------------------------------------------
# 添加别名
alias kubectl="minikube kubectl --"
# 查看安装状态，如果安装成功，是全部都ready的，如下就是成功例子
kubectl get po -A
---------------------------------------------
NAMESPACE              NAME                                        READY   STATUS    RESTARTS       AGE
kube-system            coredns-7c445c467-5g2sl                     1/1     Running   1 (103s ago)   10m
kube-system            etcd-minikube                               1/1     Running   1 (108s ago)   11m
kube-system            kube-apiserver-minikube                     1/1     Running   1 (98s ago)    11m
kube-system            kube-controller-manager-minikube            1/1     Running   1 (108s ago)   11m
kube-system            kube-proxy-vnc94                            1/1     Running   1 (108s ago)   10m
kube-system            kube-scheduler-minikube                     1/1     Running   1 (108s ago)   11m
kube-system            storage-provisioner                         1/1     Running   2 (108s ago)   11m
kubernetes-dashboard   dashboard-metrics-scraper-b5fc48f67-28bf9   1/1     Running   1 (108s ago)   9m23s
kubernetes-dashboard   kubernetes-dashboard-779776cb65-2nqw4       1/1     Running   2 (94s ago)    9m23s
----------------------------------------------

2. minikube使用driver=docker方式

minikube 创建一个minikube的docker(1)容器，里面也有一个docker(2)，服务都在这个docker(2)里执行

有缺陷：如果要添加私有仓库，需要进入到docker(2)里修改，且重启minikube后，docker(2)的修改内容丢失，这里的修改内容指的是私有仓库。不推荐使用

这里略，不推荐使用

3. minikube使用driver=none方式

部署简单

minikube start  --kubernetes-version=v1.30.0  --image-repository=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers --driver=none --memory=2048mb  --image-mirror-country='cn'

3.1. 安装minikube前提

3.1.1. cri-docker安装

参考 https://mirantis.github.io/cri-dockerd/usage/install-manually/

下载二进制安装包
打开网址，下载： https://github.com/Mirantis/cri-dockerd

下载后文件：cri-dockerd-0.3.14.amd64.tgz
解压： tar zxvf cri-dockerd-0.3.14.amd64.tgz

本地执行

git clone -b v0.3.14 --depth 1 https://github.com/Mirantis/cri-dockerd.git

进入cri-dockerd目录，并把二进制安装包cri-dockerd 放到cri-dockerd目录下
执行

install -o root -g root -m 0755 cri-dockerd /usr/local/bin/cri-dockerd
install packaging/systemd/* /etc/systemd/system
sed -i -e 's,/usr/bin/cri-dockerd,/usr/local/bin/cri-dockerd,' /etc/systemd/system/cri-docker.service
systemctl daemon-reload
systemctl enable --now cri-docker.socket

3.1.2. containernetworking-plugins 安装

参考 https://minikube.sigs.k8s.io/docs/faq/#how-do-i-install-containernetworking-plugins-for-none-driver
查看版本：
https://github.com/containernetworking/plugins/releases

v1.5.0 为例



mkdir -p /opt/cni/bin
tar -xf cni-plugins-linux-amd64-v1.5.0.tgz -C /opt/cni/bin

3.1.3. 安装 conntrack-tools

pacman -S conntrack-tools

3.1.4. 安装crictl

sudo pacman -S crictl

3.1.5. 安装which

sudo pacman -S which

3.1.6. 安装socat

 pacman -S socat

3.1.7. 禁用swap

# 临时禁用
sudo swapoff -a
# 永久关闭
sed -ri '/\sswap\s/s/^#?/#/' /etc/fstab

3.2. 安装成功后

3.2.1. 安装时的问题

minikube start  --kubernetes-version=v1.30.0  --image-repository=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers --driver=none --memory=2048mb  --image-mirror-country='cn'

这里一般都会有网络问题，如果失败，则重新安装。

# 删除后，重新安装
minikube delete

你也可以从我网盘里拿到minikube start…的离线安装文件： minikube_cache.tar.gz

你可以放置到~/.minikube 如下，然后继续minikube start…

mv minikube_cache.tar.gz ~/.minikube
tar zxvf minikube_cache.tar.gz

minikube start  --kubernetes-version=v1.30.0  --image-repository=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers --driver=none --memory=2048mb  --image-mirror-country='cn'

3.2.2. 设置别名 kubectl

# 修改/etc/profile 在最后添加如下
alias kubectl="minikube kubectl --"

# 更新
source /etc/profile

3.2.3. 安装minikube-dashboard

minikube dashboard

# 配置代理
kubectl proxy --port=45396 --address='0.0.0.0' --disable-filter=true --accept-hosts='^.*' &
# 游览器访问：
http://tavion.com:45396/api/v1/namespaces/kubernetes-dashboard/services/http:kubernetes-dashboard:/proxy/#/ingressclass?namespace=default

3.2.4. 给apiservice配置代理外网访问（含minikube-dashboard）

# 配置代理：这里我们配置后台执行，所以后面添加&： 
kubectl proxy --port=45396 --address='0.0.0.0' --disable-filter=true --accept-hosts='^.*' &

4. 外部端口之间通讯

4.1. 使用 port-forward（临时用）

# 配置映射外部端口
    # 查看Pods
    kubectl get pod
    --------------------------------
    NAME                    READY   STATUS    RESTARTS   AGE
    demo-79dfdd6f88-8c69f   1/1     Running   0          65m
    --------------------------------
    # 映射外部端口
    kubectl port-forward --address 0.0.0.0 demo-79dfdd6f88-8c69f 8190:8080
    # 游览器访问：
    curl http://localhost:8190/version

4.2. 使用Pod提供的外部访问端口

配置自定义的外部访问端口，需要在ports里添加hostPort外部访问端口

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: webapp 
  labels:
    app: webapp 
spec:
  # hostNetwork: true  		# 网络模式选择为使用宿主机网络，即容器所有的端口都会自动映射到宿主机上
  containers:
  - name: webapp
    image: tomat
    ports:
    - containerPort: 8080	# 容器的运行端口为 8080
      hostPort: 8081 		# 映射到宿主机的端口为 8081，如果上边设置了网络模式，则不需要加 hostPort
    # command: ['sh', '-c', 'echo The app is running! && sleep 3600']

minikube kubectl -- apply -f webapp-pod.yaml

4.3. 使用 ingress提供的外部访问端口转发

这种只提供80端口和443端口，内置nginx，通过nginx转发请求。如下：

4.3.1. 安装ingress

minikube addons enable ingress --images="KubeWebhookCertgenCreate=google_containers/kube-webhook-certgen:v20230407,KubeWebhookCertgenPatch=google_containers/kube-webhook-certgen:v20230407,IngressController=google_containers/nginx-ingress-controller:v1.8.1" --registries="IngressController=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com,KubeWebhookCertgenCreate=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com,KubeWebhookCertgenPatch=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com"

安装成功后，查看状态：


kubectl get pod -n ingress-nginx
----------------------------------
NAME                                        READY   STATUS      RESTARTS   AGE
ingress-nginx-admission-create-29nfv        0/1     Completed   0          146m
ingress-nginx-admission-patch-5dmvr         0/1     Completed   1          146m
ingress-nginx-controller-77b5c5fcc6-wpgzf   1/1     Running     0          146m

----------------------------------

4.3.2. 例子1：

kubectl get svc -n ingress-nginx -owide

demo-ingress.yaml

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: demo-ingress
  annotations:
    # 指定 Ingress Controller 的类型
    kubernetes.io/ingress.class: "nginx"
    # 指定我们的 rules 的 path 可以使用正则表达式
    nginx.ingress.kubernetes.io/use-regex: "true"
    # 连接超时时间，默认为 5s
    nginx.ingress.kubernetes.io/proxy-connect-timeout: "600"
    # 后端服务器回转数据超时时间，默认为 60s
    nginx.ingress.kubernetes.io/proxy-send-timeout: "600"
    # 后端服务器响应超时时间，默认为 60s
    nginx.ingress.kubernetes.io/proxy-read-timeout: "600"
    # 客户端上传文件，最大大小，默认为 20m
    nginx.ingress.kubernetes.io/proxy-body-size: "10240m"
    # URL 重写
    nginx.ingress.kubernetes.io/rewrite-target: /
spec:
  rules:
    - host: demo.tavion.com # 游览器通过域名访问，不能使用ip访问，ip访问会报404 找不到资源：http://demo.tavion.com
      http:
        paths:
          - pathType: Prefix
            path: /    # 匹配路径
            backend:
              service:
                name: demo    # deployment的名称
                port:
                  number: 8080    # deployment的端口

# 加入转发配置信息到ingress
minikube kubectl -- apply -f demo-ingress.yaml

4.3.3. 例子2：

在外网可以通过www1.westos.org访问myservice服务，也可以通过www2.westos.org访问nginx-svc服务

apiVersion: networking.k8s.io/v1betal
kind: Ingress
metadata:
    name: ingress-demo
spec:
    rules:
    - host:www1.westos.org
      http:
        paths:
        - path: /
          backend:
            serviceName: myservice
            servicePort: 80
    - host: www2.westos.org
      http:
        paths:
        - path: /
          backend:
            serviceName: nginx-svc
            servicePort: 80

5. 内部端口之间通讯

k8s集群中三种IP（NodeIP、PodIP、ClusterIP）介绍

NodeIP：Node 节点的 IP 地址，即物理机(虚拟机)的 IP 地址。
PodIP：Pod 的 IP 地址，即 docker 容器的 IP 地址，此为虚拟 IP 地址。
ClusterIP：k8s 虚拟的 Service 的 IP 地址，此为虚拟 IP 地址。

5.1. Pod 不会与Pod之间通讯

5.2. service之间通讯

service之间是可以通讯的。
Service种类、类型(ClusterIP、NodePort、LoadBalancer、ExternalName)

配置方法：
配置自定义的外部访问端口，需要在ports里添加nodePort外部访问端口

apiVersion: v1
kind: Service 
metadata: 
  name: webapp 
spec: 
  type: NodePort		# 设置 Service 类型为 NodePort
  ports: 
  - port: 8080 			# 设置 Service 暴露的端口为 8080, 即8080(svc) <-> 80(pod)
    targetPort: 8080		# 设置 Pod 的端口为 8080
    nodePort: 30081 	# 设置 NodePort 的端口为 30081，即30081(NodePort) <-> 8080(svc) <-> 80(Pod) 
  selector:
    app: webapp

minikube kubectl -- apply -f webapp-svc.yaml

[tavion@tavion-m410 ~]$ kubectl get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE
webapp       NodePort    10.100.227.225   <none>        8080:31155/TCP   12h
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1        <none>        443/TCP          13h
[tavion@tavion-m410 ~]$ ^C
[tavion@tavion-m410 ~]$ curl http://localhost:31155/version
test-v3.1

5.2.1. 例子

服务demo 和服务demo2

语法：
    http://[服务名].[namespace]:[端口]/

服务状态

[tavion@tavion-m410 k8s]$ kubectl get svc
NAME         TYPE        CLUSTER-IP       EXTERNAL-IP   PORT(S)          AGE
demo         NodePort    10.100.227.225           8080:31155/TCP   18h
demo2        NodePort    10.105.19.92             8080:30910/TCP   15m
kubernetes   ClusterIP   10.96.0.1                443/TCP          18h

服务demo2 可以通过 http://demo.default:8080/ 访问demo

6. 挂载卷

K8S的存储系统从基础到高级又大致分为三个层次：普通Volume，Persistent Volume 和动态存储供应。

这里的挂载卷，是普通Volume

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: demo
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: demo
  template:
    metadata:
      labels:
        app: demo
    spec:
      containers:
        - name: demo
          image: tavion.com:8380/repos/demo:${version}
          ports:
            - containerPort: 8080
#          volumeMounts: # 映射到docker容器的卷目录或文件
#            - name: nginx-volume-dir  # 映射的卷别名
#              mountPath: /var/log/nginx # 映射到容器的目录
#            - name: nginx-volume-file # 映射的卷别名
#              mountPath: /var/log/nginx/access2.log # 映射到容器的目录
#      volumes:  # 挂载系统的卷
#        - name: nginx-volume-dir  # 挂载的卷的别名
#          hostPath:
#            path: /path/on/host   # 挂载的卷路径
#        - name: nginx-volume-file # 挂载的卷的别名
#          hostPath:
#            path: /path/on/host/access2.log # 挂载的卷文件

7. StatefulSet

参考：https://blog.csdn.net/hguisu/article/details/124228252
StatefulSet 是用来管理有状态的服务。

什么叫有状态和无状态的服务？

无状态是指该服务运行的实例不会在本地存储需要持久化的数据。
举例：其实就是我们的springboot项目，等不需要保存数据到本地，可以随意扩容。
有状态是指和无状态服务相比，它多了状态保存的需求。即有数据存储功能。
举例：就像我们的一些消息队列、数据库等，需要数据存储功能。

那么有状态和无状态有什么优点呢？
实例数量：无状态服务可以有一个或多个实例，因此支持两种服务容量调节模式；有状态服务只能有一个实例，不允许创建多个实例，因此也不支持服务容量调节模式。
存储卷：无状态服务可以有存储卷，也可以没有，即使有也无法备份存储卷里面的数据；有状态服务必须要有存储卷，并且在创建服务时，必须指定给该存储卷分配的磁盘空间大小。
数据存储：无状态服务运行过程中的所有数据（除日志和监控数据）都存在容器实例里的文件系统中，如果实例停止或者删除，则这些数据都将丢失，无法找回；而对于有状态服务，凡是已经挂载了存储卷的目录下的文件内容都可以随时进行备份，备份的数据可以下载，也可以用于恢复新的服务。但对于没有挂载卷的目录下的数据，仍然是无法备份和保存的，如果实例停止或者删除，这些非挂载卷里的文件内容同样会丢失。

那么创建StatefulSet需要怎么做？
在Deployment中，与之对应的服务是service，而在StatefulSet中与之对应的headless service。

所以，同样，我们也需要创建headless service

headless service，即无头服务，与service的区别就是它没有Cluster IP，解析它的名称时将返回该Headless Service对应的全部Pod的Endpoint列表。
除此之外，StatefulSet在Headless Service的基础上又为StatefulSet控制的每个Pod副本创建了一个DNS域名，这个域名的格式为：
$(podname).(headless server name)
FQDN：$(podname).(headless server name).namespace.svc.cluster.local

例子1、
第一步创建Headless Service

cat sts-web-svc.yaml 
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: sts-web-svc
spec:
  selector:
    app: web-nginx
  ports:
  - port: 80
    targetPort: 80
  clusterIP: None     # 设置无IP地址，这是headless service重点

第二步、创建StatefulSet

cat sts-web.yaml 
---
apiVersion: apps/v1
kind: StatefulSet
metadata:
  name: sts-web
  namespace: default
spec:
  serviceName: sts-web-svc  # 关联SVC资源
  replicas: 2               # 副本数
  selector:
    matchLabels:            # 关联具有app=web-nginx标签的Pod
      app: web-nginx
  volumeClaimTemplates:        # 卷申请模板 
  - metadata:
      name: www                # 卷申请模板名称
    spec:
      accessModes: ["ReadWriteOnce"] # 访问模式
      storageClassName: nfs          # 指定供应商,前提是需要存在此供应商
      resources:
        requests:
          storage: 1Gi               # 存储大小1G
  template:
    metadata:
      labels:
        app: web-nginx
    spec:
      containers:
      - name: web-nginx
        image: nginx:1.18.0
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        ports:
        - containerPort: 80
          name: web
        volumeMounts:
        - name: www             # 指定卷申请模板名称
          mountPath: /usr/share/nginx/html
        startupProbe:           # 启动探测
          tcpSocket:
            port: 80

8. 补充语句

访问pod容器，例如：

kubectl exec it mynginx -c tomcat -- sh
kubectl exec it mynginx sh

更新镜像

kubectl set image deployment my-tomcat tomcat=tomcat:10.1.11 --record

回退镜像

kubectl rollout history deploy my-tomcat

9. 部署项目

9.1. 部署springboot项目

https://gitee.com/alvis128/demo.git
https://gitee.com/alvis128/demo2.git

9.1.1. 流程

安装插件：verion number
在这里插入图片描述

重启jenkins
新建Item
在这里插入图片描述
配置拉取仓库

构造环境，添加版本信息

添加Build Steps操作

Build Steps 步骤选项：

Build Steps -1 ，编译，因为我是用gradle编译的，你们可能是maven

Build Steps -2 ，发布到harbor仓库中

Build Steps -3 ，使用k8s 部署springboot项目
在这里插入图片描述
保存后，然后运行BuildNow
在控制台查看日志

9. 术语

k8s 里面的一些术语：

deployment 部署项目，用来管理pod节点，可以控制pod节点启动、关闭、添加pod等等（部署）
pod 是服务的最小单位，每个pod里面都有一个docker。（服务）
service 是管理pod服务之间的通讯关系的，（网络方面）
ingress 是管理service服务之间的通讯关系（网络方面）

kubernetes里有三张不同的网络，每种IP地址，就代表一个不同的寻址空间：

Node IP：Node节点的IP地址
Pod IP：Pod的IP地址
Cluster IP：内部或集群内访问Service的IP地址
External IP是为了解决如何从外部访问 service 服务的问题。

简写

service - svc
podes - po
例如： kubectl get svc 等同于 kubectl get service

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原文地址：https://blog.csdn.net/u010101252/article/details/139334202