1、kubernetes 基本介绍

    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。
    传统的应用部署方式是通过插件或脚本来安装应用。这样做的缺点是应用的运行、配置、管理、所有生存周期将与当前操作系统绑定，这样做并不利于应用的升级更新/回滚等操作，当然也可以通过创建虚拟机的方式来实现某些功能，但是虚拟机非常重，并不利于可移植性。
    新的方式是通过部署容器方式实现，每个容器之间互相隔离，每个容器有自己的文件系统，容器之间进程不会相互影响，能区分计算资源。相对于虚拟机，容器能快速部署，由于容器与底层设施、机器文件系统解耦的，所以它能在不同云、不同版本操作系统间进行迁移。
    容器占用资源少、部署快，每个应用可以被打包成一个容器镜像，每个应用与容器间成一对一关系也使容器有更大优势，使用容器可以在 build 或 release 的阶段，为应用创建容器镜像，因为每个应用不需要与其余的应用堆栈组合，也不依赖于生产环境基础结构，这使得    从研发到测试、生产能提供一致环境。类似地，容器比虚拟机轻量、更“透明”，这更便于监控和管理。
    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。

2、kubernetes 功能和架构

2.1 概述

Kubernetes 是一个轻便的和可扩展的开源平台，用于管理容器化应用和服务。通过 Kubernetes 能够进行应用的自动化部署和扩缩容。在 Kubernetes 中，会将组成应用的容器组合成一个逻辑单元以更易管理和发现。Kubernetes 积累了作为 Google 生产环境运行工作负载 15 年的经验，并吸收了来自于社区的最佳想法和实践。

2.2 k8s功能

自动装箱：基于容器对应用运行环境的资源配置要求自动部署应用容器；
自我修复（自愈能力）：当容器失败时，会对容器进行重启；当所部署的 Node 节点有问题时，会对容器进行重新部署和重新调度；当容器未通过监控检查时，会关闭此容器直到容器正常运行时，才会对外提供服务；
水平拓展：通过简单的命令、用户 UI 界面或基于 CPU 等资源使用情况，对应用容器进行规模扩大或规模剪裁；
滚动更新：可以根据应用的变化，对应用容器运行的应用，进行一次性或批量式更新；
版本回退：可以根据应用部署情况，对应用容器运行的应用，进行历史版本即时回退；
密钥和配置管理：在不需要重新构建镜像的情况下，可以部署和更新密钥和应用配置，类似热部署；
存储编排：自动实现存储系统挂载及应用，特别对有状态应用实现数据持久化非常重要存储系统可以来自于本地目录、网络存储(NFS、Gluster、Ceph 等)、公共云存储服务
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。

2.3 应用部署架构分类

无中心节点架构：GlusterFS
有中心节点架构：HDFS、K8S

2.4 k8s集群架构

k8s集群架构

2.5 k8s集群架构节点角色功能

2.5.1 Master Node

k8s 集群控制节点，对集群进行调度管理，接受集群外用户去集群操作请求； Master Node 由 API Server、Scheduler、ClusterState Store（ETCD 数据库）和 Controller MangerServer 所组成。

apiserver提供了资源操作的唯一入口，并提供认证、授权、访问控制、API注册和发现等机制；
controller manager负责维护集群的状态，比如故障检测、自动扩展、滚动更新等；
scheduler负责资源的调度，按照预定的调度策略将Pod调度到相应的机器上；
etcd保存了整个集群的状态；

2.5.1 Worker Node

集群工作节点，运行用户业务应用容器； Worker Node 包含 kubelet、kube proxy 和 ContainerRuntime；

kubelet负责维护容器的生命周期，同时也负责Volume（CVI）和网络（CNI）的管理；
kube-proxy负责为Service提供cluster内部的服务发现和负载均衡；
Container runtime负责镜像管理以及Pod和容器的真正运行（CRI）；

kubernetes概述