云原生之Kubernetes：1、何谓Kubernetes？

1、何谓Kubernetes？

随着业务需求的快速发展，“动态”特性仿佛就成了技术解决业务刚需的必要条件。
3年前的spring cloud通过注册中心eureka解决了服务动态上下线、注册和续约的问题；
近几年，kubernetes则通过其强大的基础对象和平台的动态特性，从运维侧对产品的稳定性和扩展性保驾护航！

2、容器化究竟解决了什么问题

作为资深的互联网从业者，我对于运维人员一直强调的一点就是：

运维人员必须投身到发布环节中，充分了解业务，才能产生价值！

这里的业务，我把它分为两块来看：

首先：

你需要去充分了解所辖项目组的业务代码和研发人员共同owner。而不是说，我交付给你服务器，后面的事情我就不管了，这是万万不可的：
一方面，你完全脱离了业务。
你并不知道这个项目组的业务今天上了什么新功能、这个新功能如何回归、如何测试，新代码的配置存在于哪个git仓库的哪个项目的哪个目录中，对其配置的正确性你也就无从检查了？(如运维类配置、业务字段的配置等等)
另一方面，对于线上问题的定位会很欠缺。
比如当我们的一个pc端应用的搜索功能出现问题时，你能否第一时间怀疑到相关的微服务程序？而不是等着研发人员走过来和你说：“帮我查看一下某几台上面xx程序的日志呢？”

其次：

就是需要充分了解整个上线流程。比如：大版本如何定义、hotfix流程怎么走、rollback流程怎么走、如何定义紧急两字、什么时候做Code Freeze（代码冻结）、谁来做？等等

只有当你切身地投入其中，才能发现、提出和改善业务流转中的问题，这样你的价值也就得以体现！

现在我们再来谈一下上线流程问题

传统架构中，我们都会碰到一个头疼的问题：

那就是测试环境部署成功、生产环境部署的时候却连连报错？为什么？

那就是环境差异性带来的问题！应用程序和其依赖被没有很好的打包、组装在一起！这也就是容器化解决的根本难题。

3、Kubernetes架构

如果把容器化比作集装箱，其作用是打包程序所依赖的相关插件和库文件；

那么，Kubernetes就好比是一个设施丰富且完善的船坞码头，它复杂管理这些集装箱，如何“堆放”才能更合理、更有效，这就是它需要考虑和做的事情。

4、Kubernetes的部署架构

上面是关于Kubernetes的组件架构图，这是我从官网摘录下来的。

如图，我们可以粗略观察发现，Kubernetes分为Master端和Nodes端，以及一个外接的cloud端。

他们工作逻辑和内部组件，下面分开进行描述：

5、Master节点

又称为控制平面：control plane

包括：kube-apiserver，kube-scheduler，kube-controller-manager，etcd四个组件。

①kube-apiserver：
是一个将kubernetes控制平面中的API暴露出来的API服务，用于接收用户端的操作请求，这服务是kubernetes控制平面的前端。
它是无状态应用，用户可以运行多个kube-apiserver组件的实例，用于平衡实例的请求流量。

②kube-scheduler：
用于watch监听apiserver的资源变动（增删改查），并调度至合适的后端node节点，从而来创建pod资源。

③kube-controller-manager：
每个控制器都是独立的二进制进程，包括：Node Controller、Replication Controller、Endpoints Controller和Service Account & Token Controllers。

④etcd：
高可用、KV结构的kubernetes的后端数据存储组件。
文档补充：备份方案>>( https://kubernetes.io/docs/tasks/administer-cluster/configure-upgrade-etcd/#backing-up-an-etcd-cluster )和官方文档 ( https://etcd.io/docs/v3.4.0/ )

⑤cloud-controller-manager：
是kubernetes与云厂商提供的服务能力对接的关键组件。
又称为kubernetes cloudprovider。

6，Node节点

又称为数据平面：data plane

包括kubelet、kube-proxy，Container Runtime这三个组件。

①kubelet：
运行在集群每个节点的客户端，需要确保相关容器运行在pod中；通过PodSpecs标签，描述容器的运行状态。

②kube-proxy：
是一个运行在集群每个节点的网络代理组件。

③Container Runtime：
支持运行容器底层环境的软件；
支持： Docker, containerd, cri-o, rktlet 等

7、cloud端

①cloud：
作为集群外部的附加能力，通过与cloud-controller-manager组件对接，扩展kuberntes集群于云上动态扩展的特性

8、Addons(附加组件)

使用Kubernetes resources增加集群功能，如DNS、Web UI (Dashboard)、Container Resource Monitoring、Cluster-level Logging等等

可用Addons请参考：附件大全(https://kubernetes.io/docs/concepts/cluster-administration/addons/)

9、工作流程概述

Master：
用户通过（API、WebUI、CLI）向APIserver发送请求，kube-scheduler组件监听APIserver的资源变动，同时从Node节点中选取最合适的Node节点开始调度，并把调度结果保存至Etcd中。

Node：
kubelet也会监听APIserver的资源变动，并在符合的Node上通过kubelet调用相关的docker引擎进行后续打包和构建操作。