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Kubernetes 完全教程 预备课

Docker 以及 Docker 网络

王渊命 @jolestar

bg

Agenda

  1. 容器是什么？
  2. 手动打造一个 Docker
  3. Kubernetes 中的 Pod 和容器的关系
  4. 后续 Kubernetes 课程介绍

容器是什么？

container

技术领域的容器（Container)

  • List/Heap/Queue/Set
  • J2ee Web Container
  • Linux Container（LXC，Docker)

容器的特性

  • 让不标准的物品标准化（杂物，水，应用）
  • 给上层工具提供标准化的操作方式，屏蔽细节
    • 包装，运输
    • add/remove/iterator（复用算法）
    • 应用管理和调度

容器（Linux Container）的历史

container-history

Docker (Moby) 如何实现应用标准化

问题 现状 Docker 的方案
安装包 war/jar，rpm/deb, src, bin Image/Image Layer
运行环境 jvm，php, ruby, python Image/Image Layer
进程启动方式 web container, cmd, script Image ENTRYPOINT/CMD
进程资源隔离限制 Namespace/CGroup
进程文件路径冲突 Chroot
端口冲突 修改配置 Network（IP per Container）
日志输出 文件 stderr/stdout
安装包的仓库 nexus, rpm rep，ftp Docker Registry

手动打造一个 Docker -- Xocker

安装 Docker 以及一些工具

apt-get update

apt-get install -y ebtables socat apt-transport-https bash-completion ntp wget bridge-utils cgroup-tools tree

apt-key adv --keyserver hkp://p80.pool.sks-keyservers.net:80 --recv-keys 58118E89F3A912897C070ADBF76221572C52609D
apt-add-repository 'deb https://apt.dockerproject.org/repo ubuntu-xenial main'

apt-get update

apt-cache policy docker-engine
apt-get install -y docker-engine

准备目录以及一个 Docker 镜像

mkdir /var/lib/xocker/
mkdir /var/lib/xocker/image

docker pull busybox:glibc
docker pull jolestar/go-probe
docker pull jolestar/dockerbox
docker images
docker image save busybox:glibc -o busybox.tar
mkdir busybox
tar -xvf busybox.tar -C busybox/

解压 Image，分析构成，以及把其中的 Image Layer 解压，并移动到 /var/lib/xocker/image/busybox/

分层文件系统

先看看 chroot 的效果

# 先备份一下
cp -r /var/lib/xocker/image/busybox/ /var/lib/xocker/image/busybox.bak
chroot /var/lib/xocker/image/busybox/ /bin/sh
# 执行 rm -rf *, 然后退出看看效果
# 恢复回来
cp -r /var/lib/xocker/image/busybox.bak /var/lib/xocker/image/busybox

再看 aufs 的工作原理

mkdir -p /var/lib/xocker/mnt/1
mkdir -p /var/lib/xocker/mnt/1-data
mkdir -p /var/lib/xocker/mnt/1-init
mkdir -p /var/lib/xocker/mnt/1-init/etc/ && mkdir -p /var/lib/xocker/mnt/1-init/proc && echo "hello" > /var/lib/xocker/mnt/1-init/etc/myinit && tree /var/lib/xocker/mnt/1-init
mount -t aufs -o dirs=/var/lib/xocker/mnt/1-data:/var/lib/xocker/mnt/1-init:/var/lib/xocker/image/busybox none /var/lib/xocker/mnt/1
chroot /var/lib/xocker/mnt/1 /bin/sh
touch /tmp/test.data
rm /etc/myinit

容器网络

准备一个 bridge

brctl addbr xocker0
ip addr add 172.18.0.1/24 dev xocker0
ip link set dev xocker0 up

准备 veth peer

ip link add dev veth0_1 type veth peer name veth1_1
ip link set dev veth0_1 up
ip link set veth0_1 master xocker0
ip netns add netns_test
ip link set veth1_1 netns netns_test
ip netns exec netns_test ip link set dev lo up
ip netns exec netns_test ip link set veth1_1 address 02:42:ac:11:00:01
ip netns exec netns_test ip addr add 172.18.0.2/24 dev veth1_1
ip netns exec netns_test ip link set dev veth1_1 up
ip netns exec netns_test ip route add default via 172.18.0.2

CGroup/Namespace Run

cgcreate -g cpu,cpuacct,memory:/test
cgexec -g "cpu,cpuacct,memory:/test"  ip netns exec netns_test unshare -fmuip --mount-proc chroot "/var/lib/xocker/mnt/1" /bin/sh -c "/bin/mount -t proc proc /proc && /bin/sh"

Kubernetes 中的 Pod 和容器的关系

docker run -d --net=none --name pause busybox:glibc sleep 999999
# 创建 netns 文件夹连接
container_id="pause"
pid=$(docker inspect -f '{{.State.Pid}}' ${container_id})
mkdir -p /var/run/netns/
ln -sfT /proc/$pid/ns/net /var/run/netns/$container_id
# 创建网络
ip link add dev veth0_2 type veth peer name veth1_2
ip link set dev veth0_2 up
ip link set veth0_2 master xocker0
ip link set veth1_2 netns ${container_id}
ip netns exec ${container_id} ip link set veth1_2 address 02:42:ac:11:00:02
ip netns exec ${container_id} ip addr add 172.18.0.3/24 dev veth1_2
ip netns exec ${container_id} ip link set dev veth1_2 up
ip netns exec ${container_id} ip route add default via 172.18.0.1
# 进入容器看下网络
docker exec ${container_id} ifconfig
# 启动其他容器
docker run -d --net=container:pause --name go-probe jolestar/go-probe
docker run -it --net=container:pause --name cli jolestar/dockerbox bash
# 通过 curl 调用本地服务
curl http://localhost
netstat -ntpl

iptables 和 Docker

docker run -d -p 80:80 --name go-probe2 jolestar/go-probe
curl http://localhost

iptables -S -t nat
-A DOCKER ! -i docker0 -p tcp -m tcp --dport 80 -j DNAT --to-destination 172.17.0.2:80

Docker Volume 映射

ls /data
docker run -rm -it -v /data:/data --name cli2 jolestar/dockerbox bash
# 在容器中执行
touch test.data /data/
# 退出查看
ls /data

后续 Kubernetes 课程介绍

  1. Kubernetes 架构概述
  2. Kubernetes 的安装和运维
  3. Kubernetes 的网络和存储
  4. Kubernetes 的 API Spec 以及安全机制
  5. Kubernetes 的应用管理（案例）
  6. Kubernetes 的日志监控与故障排除
  7. Kubernetes 的扩展开发

FAQ

个人博客: http://jolestar.com

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