k8s资源工作模块介绍

官网：kubernetes
K8s的产生是可以对多个容器资源进行批量管理

k8s的由来：
因为kubernetes单词头部k、尾部s、中间则是有八个数字组成，因简称而叫k8s

一、应用部署方式演变

1、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，不需要其他技术的参与
• 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，而且程序之间容器产生影响

2、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（类似于使用vmware上搭建多台操作系统）

• 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

3、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。 共享宿主机的硬件资源，减化了底层的基础服务，可直接拉取容器资源

缺点问题：
平时普通的docker容器化部署方式给带来很多便利，但是也会出现一些问题，比如说：
（1）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
（2）当并发访问量变大的时候，怎么样做到横向扩展容器数量？

这些容器管理的问题统称为容器编排问题，为了解决这些容器编排问题，就产生了一些容器编排的软件：
Swarm：docker自己的容器编排工具
Mesos：apache的一个资源统一管控的工具，需要和marathon结合使用
Kubernetes：google开源的容器编排工具

二、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月发布第二个正式版本。

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：

1. 自我修复：一旦某个容器崩溃，能够在1秒中左右迅速启动新的容器
2. 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。
3. 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
4. 负载均衡：如果一个服务启动了多个容器，能够自动实现请求的负载均衡
5. 版本回退：如果发现新发布的程序版本问题，可以立即回退到原来的版本
6. 存储编排：可以根据容器自身的需求自动创建存储卷

三、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。

k8s运行工作任务：

• Master：集群的控制平面，负责集群的决策（主节点管理）
• Apiserver：资源操作的唯一入口（主与备之间连接的必备），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（负责运行）
• 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
• 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系统各个组件的调用关系：

1、首先要明确，一旦kubernetes环境启动之后，master和node都会向自身的信息存储导etcd数据库中
2、一个nginx服务的安装请求会首先被发送导master节点的apiserver组件(资源连接口)
3、Apiserver组件会调用scheduler组件（资源调度器）来决定到底应该把这个服务安装导哪个node节点上
4、Apiserver调用controller-manager去调度node节点安装nginx服务
5、Kubelet(容器任务管理)接收导指令后，会通知docker，然后由docker来启动一个nginx的pod，pod是kubernetes的最小操作单元，容器必须跑在pod中

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。

四、kubernetes概念

• Master：集群控制节点，每个集群需要至少一个master节点负责集群的管控
• Node：工作负载节点，由master分配容器到这些node工作节点上，然后node节点上的docker负责容器的运行
• Pod：kubernetes的最小控制单元，容器都是运行在pod中的，一个pod中可以有1个或者多个容器
• Controller：控制器，通过它来实现对pod的管理，比如启动pod、停止pod、伸缩pod的数量等等
• Service：pod对外服务的统一入口，下面可以维护者同一类的多个pod
• Label：标签，用于对pod进行分类，同一类pod会拥有相同的标签 Namespace：命名空间，用来隔离pod的运行环境