Kubernetes 概述

1. Kubernetes是什么

• Kubernetes是Google在2014年开源的一个容器集群管理系统，Kubernetes简称K8S。
• K8S用于容器化应用程序的部署，扩展和管理。
• K8S提供了容器编排，资源调度，弹性伸缩，部署管理，服务发现等一系列功能。
• Kubernetes目标是让部署容器化应用简单高效。

官方网站:http://www.kubernetes.io

2. Kubernetes特性

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。

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。

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。

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。

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。

3. Kubernetes集群架构与组件

3.1 k8s集群架构

3.2 k8s组件

3.2.1 Master组件

1) 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的。

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,可以部署在同一个节点上,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。

3.2.2 Node组件

1) 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。

2) 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。

3) docker或rocket

容器引擎，运行容器

4. Kubernetes核心概念

Pod

• 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

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Node运行同一个Pod
• Job ： 一次性任务
• Cronjob ： 定时任务
更高级层次对象，部署和管理Pod

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

Namespace

• 命名空间，将对象逻辑上隔离