Kubernetes(K8S)

Kubernetes是一种容器编排平台，可以自动化部署、扩展和管理容器化应用程序。用于管理云平台中多个主机上的容器化的应用，从而使得应用程序可以更加灵活和可靠。
Kubernetes是一个开源项目，由Google维护。它是目前最受欢迎的容器编排平台之一，广泛应用于各种云服务提供商和企业中。

1.K8S介绍

1.1 应用部署方式演变

传统部署：互联网早期，会直接将应用程序部署在物理机上
优点：简单，不需要其它技术的参与
缺点：不能为应用程序定义资源使用边界，很难合理地分配计算资源，而且程序之间容易产生影响

虚拟化部署：可以在一台物理机上运行多个虚拟机，每个虚拟机都是独立的一个环境
优点：程序环境不会相互产生影响，提供了一定程度的安全性
缺点：增加了操作系统，浪费了部分资源

容器化部署：与虚拟化类似，但是共享了操作系统
优点：可以保证每个容器拥有自己的文件系统、CPU、内存、进程空间等运行应用程序所需要的资源都被容器包装，并和底层基础架构解耦容器化的应用程序可以跨云服务商、跨Linux操作系统发行版进行部署。

容器化部署方式给带来很多的便利，但是也会出现一些问题，比如说：一个容器故障停机了，怎么样让另外一个容器立刻启动去替补停机的容器当并发访问量变大的时候，怎么样做到横向扩展容器数量

1.2 Kubernetes简介

kubernetes，是一个全新的基于容器技术的分布式架构领先方案，是谷歌严格保密十几年的秘密武器----Borg系统的一个开源版本，于2014年9月发布第一个版本，2015年7月发布第一个正式版本。
kubernetes的本质是一组服务器集群，它可以在集群的每个节点上运行特定的程序，来对节点中的容器进行管理。目的是实现资源管理的自动化，主要提供了如下的主要功能：
● 自我修复：一旦某一个容器崩溃，能够在1秒中左右迅速启动新的容器
● 弹性伸缩：可以根据需要，自动对集群中正在运行的容器数量进行调整
● 服务发现：服务可以通过自动发现的形式找到它所依赖的服务
● 负载均衡：如果一个服务起动了多个容器，能够自动实现请求的负载均衡
● 版本回退：如果发现新发布的程序版本有问题，可以立即回退到原来的版本
● 存储编排：可以根据容器自身的需求自动创建存储卷

1.3 kubernetes组件

一个kubernetes集群主要是由控制节点(master)、工作节点(node)构成，每个节点上都会安装不同的组件。
master：集群的控制平面，负责集群的决策 ( 管理 )
● ApiServer : 资源操作的唯一入口，接收用户输入的命令，提供认证、授权、API注册和发现等机制
● Scheduler : 负责集群资源调度，按照预定的调度策略将Pod调度到相应的node节点上
● ControllerManager : 负责维护集群的状态，比如程序部署安排、故障检测、自动扩展、滚动更新等
● Etcd ：负责存储集群中各种资源对象的信息

node：集群的数据平面，负责为容器提供运行环境 ( 干活 )
Kubelet : 负责维护容器的生命周期，即通过控制docker，来创建、更新、销毁容器
KubeProxy : 负责提供集群内部的服务发现和负载均衡Docker : 负责节点上容器的各种操作

下面，以部署一个nginx服务来说明kubernetes系统各个组件调用关系：

1. 首先要明确，一旦kubernetes环境启动之后，master和node都会将自身的信息存储到etcd数据库中
2. 一个nginx服务的安装请求会首先被发送到master节点的apiServer组件
3. apiServer组件会调用scheduler组件来决定到底应该把这个服务安装到哪个node节点上在此时，它会从etcd中读取各个node节点的信息，然后按照一定的算法进行选择，并将结果告知apiServer
4. apiServer调用controller-manager去调度Node节点安装nginx服务
5. kubelet接收到指令后，会通知docker，然后由docker来启动一个nginx的podpod是kubernetes的最小操作单元，容器必须跑在pod中至此，
6. 一个nginx服务就运行了，如果需要访问nginx，就需要通过kube-proxy来对pod产生访问的代理
   这样，外界用户就可以访问集群中的nginx服务了