【K8S】二、Kubernetes架构及和核心组件
Kubernetes架构及和核心组件
- 一、Kubernetes架构及和核心组件
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- 1、master组件
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- kube-apiserver
- kube-controller-manager
- kube-scheduler
- etcd
- 2、node组件
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- kubelet
- kube-proxy
- docker
- 3、 kubernetes核心概念
- pod
- controllers
- service
- storage
- pollcies策略
- 其他
- 二、Ingress暴露应用
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- 1、采用Ingress暴露容器化应用（Nginx）
- 2、NodePort
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- 三种端口说明
- nodePort
- targetPort
- port
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- 3、LoadBalancer
一、Kubernetes架构及和核心组件
- API server是所有请求的唯一入口；
api server管理所有的事务，并把信息记录到etcd数据库中，etcd有一个自动服务发现的特性机制，etcd会搭建有三个节点的集群，实现三副本；
scheduler 调度器用来调度资源，查看业务节点的资源情况，确定在哪个node上创建pod，把指令告知给api server；
controller-manager控制管理器-管理pod；
pod可以分为有状态和无状态的pod，一个pod里最好只放一个容器； - api server把任务下发给业务节点的kubelet去执行；
客户访问通过kube-proxy去访问pod； - pod下面的不一定是docker，还有别的容器；
一般pod中只包含一个容器，除了一种情况除外，那就是elk，elk会在pod内多放一个logstash去收集日志；
1、master组件
kube-apiserver
kubernetes api，集群的统一入口，各组件之间的协调者，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处理后在提交给etcd存储记录；
kube-controller-manager
处理集群中常规的后台任务，一种资源对应一个控制器，controller-manager就是负责管理这些控制器的；
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，也可以部署在不同节点上；
etcd
分布式键值存储系统，用户保存集群状态数据，比如pod、service等对象信息；
2、node组件
kubelet
kubelet时master在node节点上的代理agent，管理本node运行容器的生命周期，比如创建容器、pod挂载数据卷、下载sercet、获取容器和节点状态等工作，kubelet将每个pod转换成一组容器；
kube-proxy
在node节点上实现pod的网络代理，维护网络规则和四层的负载均衡工作；
docker
容器引擎，运行容器；
3、 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，比如nginx、apache，一定程度上的增减不会影响客户体验；
- statefulset： 有状态应用部署，是独一无二型的，会影响到客户的体验；
- daemonset： 确保所有node运行同一个pod，确保pod在统一命名空间；
- 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；
确保了每个pod的独立性和安全性；
storage
- volumes
- persistent volumes
pollcies策略
resource quotas
其他
- label： 标签，附加到某个资源上，用户关联对象、查询和筛选；
- namespaces： 命名空间，将对象从逻辑上隔离；
- annotations： 注释；
Kubectl： k8s提供的终端控制命令；
Kubeadm： 可以用来初始化或加入一个k8s集群；
二、Ingress暴露应用
Ingress 英文翻译为：入口、进入、进入权、进食，也就是入口，即外部请求进入k8s集群必经之口，我们看一张图：
虽然k8s集群内部署的pod、service都有自己的IP，但是却无法提供外网访问，以前我们可以通过监听NodePort的方式暴露服务，但是这种方式并不灵活，生产环境也不建议使用；
Ingresss是k8s集群中的一个API资源对象，相当于一个集群网关，我们可以自定义路由规则来转发、管理、暴露服务(一组pod)，比较灵活，生产环境建议使用这种方式；
Ingress不是kubernetes内置的（安装好k8s之后，并没有安装ingress），ingress需要单独安装，而且有多种类型Google Cloud Load Balancer，Nginx，Contour，Istio等等，我们这里选择官方维护的Ingress Nginx；
使用Ingress Nginx的步骤：
1、部署Ingress Nginx；
2、配置Ingress Nginx规则；
1、采用Ingress暴露容器化应用（Nginx）
1、部署一个容器化应用（pod），比如Nginx、SpringBoot程序；
kubectl create deployment nginx --image=nginx
2、暴露该服务；
kubectl expose deployment nginx --port=80 --target-port=80 --type=NodePort
3、部署Ingress Nginx
https://github.com/kubernetes/ingress-nginx
ingress-nginx是使用NGINX作为反向代理和负载均衡器的Kubernetes的Ingress控制器；
kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/ingress-nginx/controller-v0.41.2/deploy/static/provider/baremetal/deploy.yaml
332行修改成阿里云镜像：
阿里云镜像首页：http://dev.aliyun.com/
修改镜像地址为：
registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/nginx-ingress-controller:0.33.0
添加一个配置项：
应用：
kubectl apply -f deploy.yaml
4、查看Ingress的状态
kubectl get service -n ingress-nginx
kubectl get deploy -n ingress-nginx
kubectl get pods -n ingress-nginx
5、创建Ingress规则
kubectl apply -f ingress-nginx-rule.yaml
报如下错误：
解决：
`kubectl delete -A ValidatingWebhookConfiguration ingress-nginx-admission`
然后再次执行：
kubectl apply -f ingress-nginx-rule.yaml
检查一下：
kubectl get ing(ress) --查规则
2、NodePort
NodePort服务是让外部请求直接访问服务的最原始方式，NodePort是在所有的节点（虚拟机）上开放指定的端口，所有发送到这个端口的请求都会直接转发到服务中的pod里；
NodePort服务的YAML文件如下：
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: my-nodeport-service
selector:
app: my-appspec:
type: NodePort
ports:
- name: http
port: 80
targetPort: 80
nodePort: 30008
protocol: TCP
这种方式有一个“nodePort"的端口，能在节点上指定开放哪个端口，如果没有指定端口，它会选择一个随机端口，大多数时候应该让Kubernetes随机选择端口；
这种方式的不足：
1、一个端口只能供一个服务使用；
2、只能使用30000–32767之间的端口；
3、如果节点/虚拟机的IP地址发生变化，需要人工进行处理；
因此，在生产环境不推荐使用这种方式来直接发布服务，如果不要求运行的服务实时可用，或者用于演示或者临时运行一个应用可以用这种方式；
三种端口说明
ports:
- name: http
port: 80
targetPort: 80
nodePort: 30008
protocol: TCP
nodePort
外部机器（在windows浏览器）可以访问的端口；
比如一个Web应用需要被其他用户访问，那么需要配置type=NodePort，而且配置nodePort=30001，那么其他机器就可以通过浏览器访问scheme://node:30001访问到该服务；
targetPort
容器的端口，与制作容器时暴露的端口一致（Dockerfile中EXPOSE），例如docker.io官方的nginx暴露的是80端口；
port
Kubernetes集群中的各个服务之间访问的端口，虽然mysql容器暴露了3306端口，但外部机器不能访问到mysql服务，因为他没有配置NodePort类型，该3306端口是集群内其他容器需要通过3306端口访问该服务；
kubectl expose deployment springboot-k8s --port=8080 --target-port=8080 --type=NodePort
3、LoadBalancer
LoadBlancer可以暴露服务，这种方式需要向云平台申请负载均衡器，目前很多云平台都支持，但是这种方式深度耦合了云平台；（相当于是购买服务）
从外部的访问通过负载均衡器LoadBlancer转发到后端的Pod，具体如何实现要看云提供商；