kubernetes 基础介绍：概念、背景、核心功能

 

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      这里是我自己写的一个 “小白学习 kubernetes” 的一个目录导航！跟我一样的小白可以跟着导航一起进行学习：

 
kubernetes 学习导航：

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1、what is kubernetes？

        kubernetes —— 工业级的容器编排平台；它是一个可移植的、可扩展的 开源 平台，用于管理容器化的工作负载和服务，kubernetes 源于希腊语，意味“舵手”！

kubernetes —— 简称 “k8s”，是因为“k-s之间有8个字母。

kubernetes —— 自动化的容器编排平台：负责应用部署、应用弹性、应用管理，但是这些都是基于容器的！

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2、背景：

        近十几年来，IT领域的新技术、新概念层出不穷。例如：devops、微服务、容器、云计算和区块链等… …

        以docker为首的容器化技术解决了 devops 中 “因为 环境、配置及程序本身不同 而造成的各种部署配置的问题”，docker 将它们统一在容器镜像之上；如今，越来越多的企业选择以“镜像文件作为交付载体”，镜像内直接包括了程序本身以及其依赖的系统环境、库、基础程序等…

        部署的复杂度虽然解决了，但是随着 “开始使用越来越多的容器进行：封装和运行应用程序，必将会导致容器的管理和编排变得更加困难。最终，用户不得不对容器实施分组，以便跨所有容器提供网络、安全、监控等服务。 结果，以 “k8s” 为代表的容器编排系统应需而生!

        在生产环境中，会涉及到多个容器；这些容器必须跨多个服务器主机进行部署。k8s 可以提供所需的编排和管理功能，以便用户针对这些工作负载轻松的完成大规模的容器部署，而且借助 K8S 的编排功能，用户可以构建出跨多个容器的应用服务，并且可以实现：跨集群调度、扩展容器、长期持续管理容器的健康状态等等…

        k8s 利用容器的扩容机制解决了很多的问题。它将容器归类为一起，形成了一个 “容器集（pods）”，为分组的容器增加了一个抽象层，用于帮助用户调度 工作负载，并为这些容器提供所需的联网和存储等服务，k8s的其他部分可以帮助用户在这些 pod之间达成负载均衡，确保运行正确数量的容器，以充分支持实际的工作负载！

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3、kubernetes 核心功能：

 

3.1、自动装箱（调度）

        这个功能的实现，是通过 k8s 中的调度器这个组件来实现的，当你提交了容器之后，k8s 通过调度器来观察这个容器所需要的资源（eg：cup、mem），然后根据这些条件将容器放置在集群中一个合适的节点上，完成自动部署！

        并且它会通过调度机制混合 关键性应用和非关键性应用的工作负载于同一节点上，以便提高资源利用率！

调度过程：等待调度 —— 正在调度 —— 调度完成！（下面这个图解是我截取自阿里云课堂的视频讲解云原生，如有侵权联系我删除）

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3.2、自动恢复（自愈）

        支持 容器故障后的自动重启、节点故障后重新调度容器！以及集群内节点的的健康状态检查！

        健康状态检查：k8s会通过这个功能监控集群中所有节点的健康状态！当集群中某一台节点出现故障的时候， k8s 会将运行在故障节点上的容器自动的迁移到健康的节点上！ （这个图解是我截取自阿里云课堂的视频讲解云原生，如有侵权联系我删除）

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3.3、水平扩展（水平伸缩）

        k8s有业务负载检查的功能，它会检测这个业务所承担的负载，如果这个业务对CPU利用率太高或响应时间太长，它可以对这个业务进行扩容！

（比如下图：检测到黄色业务过度忙碌，它就将黄色业务由一份分为三份，然后就可以通过负载均衡来提高响应时间或减少CPU利用率）

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3.4、服务发现 与 负载均衡

        k8s 通过其附加组件之一的 kubeDNS（CoreDNS）为系统内置了服务发现功能！
        它会为每个 service 配置 DNS 名称，并且允许集群内的客户端可以直接使用此名称发出访问请求！
        而 service 则通过 iptables 或 ipvs 内建了负载均衡机制！

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3.5、自动发布 和 回滚

        k8s 支持 “灰度” 更新应用程序或配置信息。

        它会监控 更新过程中应用程序的健康状态！以确保他不会在同一时刻杀死所有的实例，而此过程一旦有故障发生，则 立刻自动执行 回滚 操作！

        回滚（RollBack） —— 指的是程序或数据处理错误，将程序或数据恢复到上一次正确状态的行为！

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3.6、密钥 和 配置管理

        “k8s” 的 ConfigMap 实现了 配置数据和 docker镜像解耦。需要时，仅对配置做出变更而无须重新构建 docker镜像。 对于用户所依赖的一些敏感数据（eg：用户名、密码…），k8s 专门提供了 Secret对象 为其解耦！既便利了应用的快速开发和交付，又提高了安全保障！

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3.7、存储编排

        “k8s” 支持 pod对象 按需 自动挂载不同类型的存储系统。

包括：节点本地存储、云存储（AWS）、网络存储系统（NFS、ISCSI、GlusterFS等…）

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3.8、批量处理执行

        除了服务型的应用，“k8s” 还支持批量处理 job 及 CI（持续集成）。也可以实现容器故障后的恢复。