Kubernetes----入门概念理解

Kubernetes----入门概念理解

一：介绍Kubernetes

​ Kubernetes，简称K8s，是用8代替8个字符“ubernete”而成的缩写。是一个开源的，用于管理云平台中多个主机上的容器化的应用，Kubernetes的目标是让部署容器化的应用简单并且高效（powerful），Kubernetes提供了应用部署，规划，更新，维护的一种机制。

​ Kubernetes是Google开源的一个容器编排引擎，它支持自动化部署、大规模可伸缩、应用容器化管理。在生产环境中部署一个应用程序时，通常要部署该应用的多个实例以便对应用请求进行负载均衡。在Kubernetes中，我们可以创建多个容器，每个容器里面运行一个应用实例，然后通过内置的负载均衡策略，实现对这一组应用实例的管理、发现、访问，而这些细节都不需要运维人员去进行复杂的手工配置和处理。

二：Kubernetes特性

• 自动修复：在节点故障时重新启动失败的容器，替换和重新部署，保证预期的副本数量；杀死健康检查失败的容器，并且在为准备好之前不会处理客户端的请求，确保线上服务不中断。
• 弹性伸缩：使用命令、UI或者基于CPU的使用自动快速扩容和缩容应用程序实例，保证应用业务高峰并发时的高可用性；业务低峰时回收资源，以最小的成本运行服务。
• 自动部署和回滚：k8s采用滚动更新策略更新应用，一次更新一个Pod，而不是同时删除所有Pod，如果更新过程中出现问题，将回滚更改，确保升级不受影响业务。
• 服务发现和负载均衡：k8s为多个容器提供一个统一的访问入口（内部IP地址和一个DNS名称），并且负载均衡关联的所有容器，使得用户无需考虑IP问题。
• 机密和配置管理：管理机密数据和应用程序配置，而不需要把敏感数据暴露在镜像里，提高敏感数据的安全性，并且可以将一些常用的配置存储在k8s中，方便应用程序使用。
• 存储编排：挂载外部存储系统，无论是来自本地存储，公有云（如AWS），还是网络存储（如NFS、GlusterFS、CEPH）都作为集群资源的一部分使用，极大地提高存储使用灵活性。
• 批处理：提供一次性任务，定时任务，满足批量数据处理和分析的场景。

三：K8S作用

• 自动化部署、扩展和管理容器应用；
• 资源调度；
• 部署管理；
• 服务发现；
• 扩容缩容；
• 监控

四：集群架构与组件

单节点结构：

​ 单master结构，只适用于实验环境，由于是一个单master节点所以其非常容易出现单点故障。一个master节点下面运行着3个node节点和三个etcd数据库。

多节点架构：

​ 多master节点架构，在整个集群的最前端是由至少两个代理服务器接收来自外部的请求，并转发给master节点和node节点。至少两个master节点互为主备关系，其他的节点不变。

Master组件：

● kube- apiserver
Kubernetes API，集群的统一入口，各组件协调者，以RESTful API提供接口服
务，所有对象资源的增制改查和监听操作都交给APIServer处理后再提交给Etcd
存储。
● 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。
● 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。
● etcd
分布式键值存储系统，用于保存集群状态数据，比如Pod、Service 等对象信息。

Node组件：

● kubelet
kubelet是Master在Node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、获取容器和节点状态等工作。kubelet将每
个Pod转换成一组容器。
● kube-proxy
在Node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。
● docker或rocket
容器引擎，运行容器。

五：核心概念

• Pods

最小部署单元；
一组容器的集合；
一个Pod中的容器共享网络命名空间；
Pod是短暂的

• service

防止Pod失联

定义一组pod的访问策略

• Labels

​ 标签其实就一对 key/value ，被关联到对象上，比如Pod,标签的使用我们倾向于能够标示对象的特殊特点，并且对用户而言是有意义的（就是一眼就看出了这个Pod是哪个数据库），但是标签对内核系统是没有直接意义的。标签可以用来划分特定组的对象（比如，所有女的），标签可以在创建一个对象的时候直接给与，也可以在后期随时修改，每一个对象可以拥有多个标签，但是，key值必须是唯一的。

• Namespace

​ Namespace（命名空间）是对一组资源和对象的抽象集合，将对象逻辑上隔离。

• Controllers

ReplicaSet：确保预期的 Pod 副本数量
Deployment：无状态应用部署
StatefulSet：有状态应用部署
DaemonSet：确保所有的 Node 运行同一个 Pod
Job：一次性任务
Cronjob：定时任务

• Annotations

注释

六、K8S集群部署的三种方法

• minikube：

​ 是一个工具，可以在本地快速运行一个单点的 Kubernetes，仅用于尝试Kubernetes或日常开发的用户使用。

• Kubeadm：

​ 也是一个工具，提供 kubeadm init 和 kubeadm join ，用于快速部署 Kubernetes 集群。

• 二进制包：

生产环境上使用（推荐），从官方下载飞行版的二进制包，手动部署每个组件，组成 Kubernetes 集群。