[k8s系列]：kubernetes·概念入门

序言

序言：本文将从，第一节：kubernetes解决的问题、组件和工作原理；

1 kubernetes概述

kubernetes是谷歌Borg系统的一个开源版本，kubernetes的本质是一组服务器集群，kubernetes可以在每个节点上运行特定程序，实现对节点中容器管理，目的是，实现资源管理自动化，主要提供了如下功能：

• 自我修复：一旦某一个容器崩溃，能够在1s中左右启动容器。
• 弹性伸缩：可以根据需要，自动对集群中正在运行容器数量进行调整。
• 服务发现：服务可通过自动发现的形式找到其所依赖的服务。
• 负载均衡：若一个服务启动多个容器，能自动实现负载均衡。
• 版本回退：若发现新发布的程序版本有问题，可立即回退到原来版本。
• 存储编排：根据容器自身需求自动创建存储卷。
  

1.1 kubernetes解决的问题

1.1.1 部署方式的演变

	传统部署	虚拟化部署	容器化部署
解释	早期，直接将应用程序部署在物理机上	在一台物理机上运行多个虚拟机，每个虚拟机都是一个独立环境	与虚拟化类似，但是共享了操作系统
优点	简单，不需其他技术参与	程序环境不会相互影响，每个虚拟机都是一个环境	保证每个容器拥有自己的文件系统、CPU等。实现基础架构解耦，容器化应用程序可以跨云服务器进行部署
缺点	不能为程序资源使用边界，程序间容易产生影响	增加了操作系统，浪费部分资源	① 一个容器故障停机，如何让另一个容器启动去替补停机的容器；② 当并发访问变大时，如何横向扩展容器数量

1.1.2 容器化部署——容器编排问题

容器编排问题：针对容器化部署中所遇到的：一个容器故障停机，如何使得另一个容器去启动替补；以及当并发访问变大时，如何横向扩展容器的解决方案，产生了一些容器编排软件

• Swarm：Docker官方容器编排工具。
• Mesos：Apache的资源统一管理工具，需要与Marathon结合使用。
• Kubernetes：Google开源容器编排工具。

1.2 kubernetes组件

1.2.1 kubernetes组件调用关系

组件	功能
master（控制节点）	集群的控制平面，负载集群的决策（管理）
ApiServer	资源操作的唯一入口，接收用户输入命令，提供认证、授权、API注册和发现等机制
Scheduler	负责集群资源调度，按照预定调度策略将pod调度到相应node节点
ControllerManger	负责维护集群状态，诸如程度部署安装、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信息
node（工作节点）	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	负责提供集群内部服务发现和负载均衡
Docker	负责节点上容器各种操作

1.2.2 调用逻辑示例

以部署nginx服务，来说明kubernetes系统各个组件调用关系：

• ① 首先，当kubernetes环境启动后，master和node都会将自身信息存储到etcd数据库中。
• ② 当我们发送安装nginx服务请求，首先会被发送到master节点的apiServer组件。
• ③ apiServer组件会调用schedule组件，来决定应该把这个服务安装到哪个node节点。同时，schedule组件会从etcd中读取各个node节点信息，然后按照算法进行选择，并将结果反馈给apiServer。
• ④ apiServer调用controller-manager去调度node节点安装nginx服务。
• ⑤ 的pod(pod相当于一个容器)。
  pod是kubernetes的最小操作单元，容器必须跑在pod中。