Kubernetes集群架构组件及核心概念

Kubernetes特性

1.自我修复
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，并且在未准备好之前不会处理客户端请求，确保线上服务不中断。
2.弹性伸缩
使用命令，UI或者基于CPU使用情况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，以最小成本运行服务。
3.自动部署和回滚
K8S采用滚动策略更新应用，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，确保升级不受业务影响。
4.服务发现和负载均衡
K8S为多个容器提供一个统一访问入口（内部IP地址和一个DNS名称），并且负载均衡关联的所有容器，使得用户无需考虑容器IP问题。
5.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，提高敏感数据安全性。并可以将一些常用的配置存储在K8S中，方便应用程序使用。
6.存储编排
挂载外部存储系统，无论是来自本地存储，公有云，还是网络存储（NFS,GlusterFS，Ceph）都作为集群资源的一部分使用。
7.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。

Kubernetes集群架构与组件

K8S集群架构主要分为两大块：主控节点/Master和工作节点/Node
其中主控节点有四大重要组件
1.API Server：集群的统一入口，各组件协调者，所有对象资源的增删改查和监听操作都交给APIServer处理后再提交给Etcd存储
2.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
3.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，可以部署在同意节点上，也可以部署在不同的节点上。
4.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

工作节点有三大重要组件
1.kublet
kublet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，kublet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

Kubernetes核心概念

Pod
最小部署单元 不是cantainer 可能是一个或者多个容器的组成，通俗来讲就是共享一个网络协议栈，同样也可以进行数据的共享，Pod中的容器也能相互共享数据
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

Controllers控制器是更高层次的封装，用来管理和部署Pod
ReplicaSet：确保预期的Pod副本数量，假如预期的Pod中有三个副本，多一个他就会帮你删一个 少一个他就会帮你添加一个，但是不会直接被使用
Deployment：无状态应用部署，不关联数据当一台Node挂掉将漂移到另一台Node仍能继续使用，比如web
StatefulSet：有状态应用部署，当一台Node挂掉后漂移到另一台Node需要有相关的网络ID或者存储才能继续运行，比如Zookper集群 Mysql等
DaemonSet：确保所有Node运行同一个Pod，比如监控客户端生命周期或者数据阈值的Agent
Job：一次性任务
Cronjob：定时任务

Service
防止Pod失联
定义一组Pod的访问策略

Label：标签，附加到某个资源上，用于关联对象，查询和筛选，K8S中每一个资源都会被打上“标签”方便外部访问查询
NameSpace：命名空间，将对象逻辑上隔离

彼此对应关系：Controllers控制器用来更方便多样化的来部署管理Pod，Service来向外部暴露这些Pod以供访问应用，而Laber则是更加方便的让外部来访问这些Pod应用，NameSpace可根据不同的需求来进行隔离