Docker作为一种轻量级的容器化技术，被广泛应用于软件开发和运维中。然而，随着容器数量的增加，容器集群的部署和管理变得越来越复杂。为了解决这个问题，Kubernetes成为了目前最流行的容器编排工具之一，本文将详细介绍在Docker集群中使用Kubernetes进行容器编排的过程。

1. Kubernetes简介

Kubernetes是由Google开源的容器编排平台，它可以自动化部署、管理和扩展容器化应用程序。Kubernetes提供了一种可靠且高效的方式，以确保容器化应用程序在集群中总是可用的。

2. 准备工作

在使用Kubernetes之前，我们需要在每个节点上安装Docker，并确保Docker服务已启动。此外，我们还需要安装Kubernetes控制平面和工作节点。

2.1 安装Docker

对于Ubuntu系统：

```
sudo apt-get update
sudo apt-get install docker-io
```

对于CentOS系统：

```
sudo yum update
sudo yum install docker
sudo systemctl start docker
sudo systemctl enable docker
```

2.2 安装Kubernetes控制平面

Kubernetes控制平面包括API服务器、etcd数据库、控制器管理器和调度器。我们需要在一个节点上安装控制平面组件。

对于Ubuntu系统：

```
sudo apt-get update && sudo apt-get install -y apt-transport-https curl
curl -s https://packages.cloud.google.com/apt/doc/apt-key.gpg | sudo apt-key add -
echo "deb https://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y kubelet kubeadm kubectl
```

对于CentOS系统：

```
sudo setenforce 0
sudo sed -i 's/^SELINUX=enforcing$/SELINUX=permissive/' /etc/selinux/config
sudo yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
sudo yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
sudo yum update
sudo yum install -y docker-ce-18.06.1.ce
sudo systemctl start docker
sudo systemctl enable docker
sudo systemctl stop firewalld
sudo systemctl disable firewalld
sudo swapoff -a
sudo sed -i '/ swap / s/^\(.*\)$/#\1/g' /etc/fstab
sudo setenforce 0
sudo sed -i 's/^SELINUX=enforcing$/SELINUX=permissive/' /etc/selinux/config
sudo modprobe br_netfilter
sudo echo '1' > /proc/sys/net/bridge/bridge-nf-call-iptables
sudo echo '1' > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
sudo echo '1' > /proc/sys/net/ipv4/ip_nonlocal_bind
sudo yum install -y kubelet-1.15.3 kubeadm-1.15.3 kubectl-1.15.3
sudo systemctl enable kubelet
```

2.3 安装Kubernetes工作节点

我们需要在每个节点上安装Kubernetes工作节点。工作节点需要运行kubelet服务和容器运行时，这里我们选择Docker作为容器运行时。

对于Ubuntu系统：

```
sudo apt-get update && sudo apt-get install -y apt-transport-https curl
curl -s https://packages.cloud.google.com/apt/doc/apt-key.gpg | sudo apt-key add -
echo "deb https://apt.kubernetes.io/ kubernetes-xenial main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.list
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y kubelet kubeadm kubectl
sudo apt-mark hold kubelet kubeadm kubectl
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart kubelet
```

对于CentOS系统：

```
sudo setenforce 0
sudo sed -i 's/^SELINUX=enforcing$/SELINUX=permissive/' /etc/selinux/config
sudo yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
sudo yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
sudo yum update
sudo yum install -y docker-ce-18.06.1.ce
sudo systemctl start docker
sudo systemctl enable docker
sudo systemctl stop firewalld
sudo systemctl disable firewalld
sudo swapoff -a
sudo sed -i '/ swap / s/^\(.*\)$/#\1/g' /etc/fstab
sudo setenforce 0
sudo sed -i 's/^SELINUX=enforcing$/SELINUX=permissive/' /etc/selinux/config
sudo modprobe br_netfilter
sudo echo '1' > /proc/sys/net/bridge/bridge-nf-call-iptables
sudo echo '1' > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward
sudo echo '1' > /proc/sys/net/ipv4/ip_nonlocal_bind
sudo yum install -y kubelet-1.15.3 kubeadm-1.15.3 kubectl-1.15.3
sudo systemctl enable kubelet
```

3. 初始化集群

在安装完Kubernetes控制平面和工作节点之后，我们需要初始化Kubernetes集群。在这个过程中，Kubernetes将会创建一个etcd集群，并为控制平面组件和工作节点生成证书和密钥。

```
sudo kubeadm init --pod-network-cidr=10.244.0.0/16
```

此命令将会输出一些信息，其中“kubeadm join”命令是将其他节点加入集群的命令，我们需要将此命令保存下来备用。

4. 加入节点

在所有节点都完成准备工作后，我们可以将节点加入集群中。

```
sudo kubeadm join : --token  --discovery-token-ca-cert-hash 
```

其中“”是控制平面节点的IP地址，“”是控制平面组件的端口，“”是集群令牌，“”是证书的哈希。

5. 安装网络插件

Kubernetes需要网络插件来管理容器之间的网络通信。这里我们选择Flannel作为网络插件。

```
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml
```

6. 部署应用

现在，我们已经成功地部署了一个Kubernetes集群，并成功加入了所有节点。下一步，我们可以开始部署应用程序。首先，我们需要创建一个Deployment对象，它描述了需要运行的容器镜像和副本数。

```
kubectl create deployment nginx --image=nginx --replicas=3
```

接下来，我们将创建一个Service对象，这个对象允许其他容器使用该服务。

```
kubectl expose deployment nginx --port 80 --type LoadBalancer
```

最后，我们可以使用该服务的IP地址来访问部署的应用程序。

7. 总结

本文介绍了如何使用Kubernetes进行容器编排，从安装Docker和Kubernetes到初始化集群和部署应用程序。Kubernetes是一个灵活、可扩展、高可用的容器编排平台，它使得在Docker集群中运行容器变得更加容易和可靠。