K8S--介绍/功能/架构

原文网址：K8S--介绍/功能/架构_IT利刃出鞘的博客-CSDN博客

简介

        本文介绍K8S，包括：起源、功能、架构。

来源

        K8S全称：kubernetes，因为中间有8个字母，所以简称K8S。

        之前Docker有自己的一套编排软件：Docker Swarm，它可以在多台主机中创建一个docker集群，docker在很早就放弃了这个项目。

        K8S的创造者是Google。K8S并不是一件全新的发明，它的前身，是Google自己捣鼓了十多年的Borg系统。

        K8S是2014年6月由Google公司正式公布出来并宣布开源的。同年7月，微软、Red Hat、IBM、Docker、CoreOS、Mesosphere和Saltstack等公司，相继加入K8S。之后的一年内，VMware、HP、Intel等公司，也陆续加入。

        2015年7月，Google正式加入OpenStack基金会。与此同时，Kuberentes v1.0正式发布。

        目前，K8S的版本已经发展到V1.13。

功能

1. 自我修复
   1. 在节点故障时可以删除失效容器，可以创建新的容器，替换和重新部署，保证预期的副本数量
   2. kill掉健康检查失败的容器，并且在容器未准备好之前不会处理客户端请求，确保线上服务不会中断
2. 弹性伸缩
   1. 使用命令、UI或者K8S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，以最小的成本运行
3. 自动部署和回滚
   1. 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
   2. 如果更新过程中出现问题，将回滚恢复，确保升级不影响业务
4. 服务发现于负载均衡
   1. 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）并且负载均衡关联所有的容器，使得用户无需考虑容器IP问题
5. 机密和配置管理
   1. 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，方便应用程序调用
6. 存储编排
   1. 挂在外部存储系统，无论是来自本地存储、公有云（aws）、还是网络存储（nfs、GFS、ceph），都作为集群资源的一部分使用，极大提高存储使用灵活性
7. 批处理
   1. 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
8. 权限隔离
   1. K8S还具有命名空间等内置隔离机制，使你可以按访问权限等对容器资源进行分组。这些结构使 IT 部门更易于为开发人员提供资源访问权限。

架构

一个K8S系统，通常称为一个K8S集群（Cluster）。

这个集群主要包括两个部分：

1. 一个Master节点（主节点）
2. 多个Node节点（计算节点）

Master节点

Master节点包括API Server、Scheduler、Controller manager、etcd。

• API Server
  • 是整个系统的对外接口，供客户端和其它组件调用，相当于“营业厅”。
• Scheduler
  • 负责对集群内部的资源进行调度，相当于“调度室”。
• Controller manager
  • 负责管理控制器，相当于“大总管”。
  • 这些控制器包括：
    • 节点控制器（Node Controller）: 负责在节点出现故障时进行通知和响应。
    • 副本控制器（Replication Controller）: 负责为系统中的每个副本控制器对象维护正确数量的 Pod。
    • 端点控制器（Endpoints Controller）: 填充端点(Endpoints)对象(即加入 Service 与 Pod)。
    • 服务帐户和令牌控制器（Service Account & Token Controllers）: 为新的namespace创建默认帐户和 API 访问令牌
• etcd:
  • etcd 是兼具一致性和高可用性的key-value数据库，可以作为保存 Kubernetes 所有集群数据的后台数据库。

Node节点

Node节点包括Docker、kubelet、kube-proxy、Fluentd、kube-dns（可选），还有就是Pod。

• Pod
  • 是Kubernetes最基本的操作单元。
  • 一个Pod代表着集群中运行的一个进程，它内部封装了一个或多个紧密相关的容器。
• Service
  • 一个Service可以看作一组提供相同服务的Pod的对外访问接口。
• Docker
  • 用于创建容器。
• Kubelet
  • 主要负责监视指派到它所在Node上的Pod，包括创建、修改、监控、删除等。
• Kube-proxy
  • 主要负责为Pod对象提供代理。
• Fluentd
  • 主要负责日志收集、存储与查询。