1.k8s是什么
Kubernetes 是一个可移植的、可扩展的开源平台,用于管理容器化的工作负载和服务,可促进声明式配置和自动化。Kubernetes 拥有一个庞大且快速增长的生态系统。Kubernetes 的服务、支持和工具广泛可用。
2.k8s作用
服务发现和负载均衡
Kubernetes 可以使用 DNS 名称或自己的 IP 地址公开容器,如果进入容器的流量很大, Kubernetes 可以负载均衡并分配网络流量,从而使部署稳定。
存储编排
Kubernetes 允许你自动挂载你选择的存储系统,例如本地存储、公共云提供商等。
自动部署和回滚
你可以使用 Kubernetes 描述已部署容器的所需状态,它可以以受控的速率将实际状态 更改为期望状态。例如,你可以自动化 Kubernetes 来为你的部署创建新容器, 删除现有容器并将它们的所有资源用于新容器。
自动完成装箱计算
Kubernetes 允许你指定每个容器所需 CPU 和内存(RAM)。当容器指定了资源请求时,Kubernetes 可以做出更好的决策来管理容器的资源。
自我修复
Kubernetes 重新启动失败的容器、替换容器、杀死不响应用户定义的 运行状况检查的容器,并且在准备好服务之前不将其通告给客户端。
密钥与配置管理
Kubernetes 允许你存储和管理敏感信息,例如密码、OAuth 令牌和 ssh 密钥。你可以在不重建容器镜像的情况下部署和更新密钥和应用程序配置,也无需在堆栈配置中暴露密钥。
总而言之,k8s可以使我们应用的部署和运维更加方便。
3.k8s架构
从上图看出k8s集群由Master节点和Node(Worker)节点组成。
简化架构图如下:
Master节点
Master节点指的是集群控制节点,管理和控制整个集群,基本上k8s的所有控制命令都发给它,它负责具体的执行过程。在Master上主要运行着:
Kubernetes Controller Manager(kube-controller-manager):k8s中所有资源对象的自动化控制中心,维护管理集群的状态,比如故障检测,自动扩展,滚动更新等。
Kubernetes Scheduler(kube-scheduler):负责资源调度,按照预定的调度策略将Pod调度到相应的机器上。
etcd:提供可靠的分布式数据存储服务,用于持久化存储K8s集群的配置和状态。
apiserver:提供了资源操作的唯一入口,并提供认证、授权、访问控制、API注册和发现等机制。用户程序(如kubectl)、K8s其它组件之间通信的接口。K8s其它组件之间不直接通信,而是通过API server通信的。这一点在上图的连接中可以体现,例如,只有API server连接了etcd,即其它组件更新K8s集群的状态时,只能通过API server读写etcd中的数据
Node节点
除了master以外的节点被称为Node或者Worker节点,可以在master中使用命令 kubectl get nodes查看集群中的node节点。每个Node都会被Master分配一些工作负载(Docker容器),当某个Node宕机时,该节点上的工作负载就会被Master自动转移到其它节点上。在Node上主要运行着:
kubelet:负责Pod对应的容器的创建、启停等任务,同时与Master密切协作,实现集群管理的基本功能
kube-proxy:实现service的通信与负载均衡
4.k8s的重要概念介绍
4.1 Cluster、Master、Node 介绍
4.1.1 Cluster
Cluster(集群) 是计算、存储和网络资源的集合,Kubernetes 利用这些资源运行各种基于容器的应用。
最简单的 Cluster 可以只有一台主机(它既是 Mater 也是 Node)
4.1.1Master
Master 是 Cluster 的大脑,它的主要职责是调度,即决定将应用放在哪里运行。
Master 运行 Linux 操作系统,可以是物理机或者虚拟机。
为了实现高可用,可以运行多个 Master。
4.1.1 Node
Node 的职责是运行容器应用。
Node 由 Master 管理,Node 负责监控并汇报容器的状态,并根据 Master 的要求管理容器的生命周期。
Node 运行在 Linux 操作系统,可以是物理机或者是虚拟机。
4.1 Pod 介绍
4.2.1Pod
Pod 是 Kubernetes 的最小工作单元。
每个 Pod 包含一个或多个容器。Pod 中的容器会作为一个整体被 Master 调度到一个 Node 上运行。
4.2.1Kubernetes 引入 Pod 的两个目的
(1)可管理性
有些容器天生就是需要紧密联系,一起工作。Pod 提供了比容器更高层次的抽象,将它们封装到一个部署单元中。
Kubernetes 以 Pod 为最小单位进行调度、扩展、共享资源、管理生命周期。
(2)通信和资源共享
Pod 中的所有容器使用同一个网络 namespace,即相同的 IP 地址和 Port 空间。它们可以直接用 localhost 通信。
同样的,这些容器可以共享存储,当 Kubernetes 挂载 volume 到 Pod,本质上是将 volume 挂载到 Pod 中的每一个容器。
4.2.3 Pod 的两种使用方式
(1)运行单一容器
one-container-per-Pod 是 Kubernetes 最常见的模型,这种情况下,只是将单个容器简单封装成 Pod。
即便是只有一个容器,Kubernetes 管理的也是 Pod 而不是直接管理容器。
(2)运行多个容器
对于那些联系非常紧密,而且需要直接共享资源的容器,应该放在一个 Pod 中。
比如下面这个 Pod 包含两个容器:一个 File Puller,一个是 Web Server。File Puller 会定期从外部的 Content Manager 中拉取最新的文件,将其存放在共享的 volume 中。Web Server 从 volume 读取文件,响应 Consumer 的请求。这两个容器是紧密协作的,它们一起为 Consumer 提供最新的数据;同时它们也通过 volume 共享数据。所以放到一个 Pod 是合适的。
4.3 Controller
4.3.1 基本介绍
Kubernetes 通常不会直接创建 Pod,而是通过 Controller 来管理 Pod 的。Controller 中定义了 Pod 的部署特性,比如有几个副本,在什么样的 Node 上运行等。为了满足不同的业务场景,Kubernetes 提供了多种 Controller,包括 Deployment、ReplicaSet、DaemonSet、StatefuleSet、Job 等。
4.3.2 各种Controller介绍
(1)Deployment
Deployment 是最常用的 Controller,比如我们可以通过创建 Deployment 来部署应用的。
Deployment 可以管理 Pod 的多个副本,并确保 Pod 按照期望的状态运行。
(2)ReplicaSet
ReplicaSet 实现了 Pod 的多副本管理。
使用 Deployment 时会自动创建 ReplicaSet,也就是说 Deployment 是通过 ReplicaSet 来管理 Pod 的多个副本,我们通常不需要直接使用 ReplicaSet。
(3)DaemonSet
DaemonSet 用于每个 Node 最多只运行一个 Pod 副本的场景。正如其名称所揭示的,DaemonSet 通常用于运行 daemon。
(4)StatefuleSet
StatefuleSet 能够保证 Pod 的每个副本在整个生命周期中名称是不变的。而其他 Controller 不提供这个功能,
当某个 Pod 发生故障需要删除并重新启动时,Pod 的名称会发生变化。同时 StatefuleSet 会保证副本按照固定的顺序启动、更新或者删除。
(5)Joba
Job 用于运行结束就删除的应用。而其他 Controller 中的 Pod 通常是长期持续运行。
4.3 Service、Namespace
4.4.1 Service
Deployment 可以部署多个副本,每个 Pod 都有自己的 IP。而 Pod 很可能会被频繁地销毁和重启,它们的 IP 会发生变化,用 IP 来访问 Deployment 副本不太现实。
Service 定义了外界访问一组特定 Pod 的方式。Service 有自己的 IP 和端口,Service 为 Pod 提供了负载均衡。
4.4.2 Namespace
(1)Namespace 可以将一个物理的 Cluster 逻辑上划分成多个虚拟 Cluster,每个 Cluster 就是一个 Namespace。不同 Namespace 里的资源是完全隔离的。
(2)Kubernetes 默认创建了两个 Namespace:
default:创建资源时如果不指定,将被放到这个 Namespace 中。
kube-system:Kubernetes 自己创建的系统资源将放到这个 Namespace 中。:
参考链接:https://blog.csdn.net/gongxsh00/article/details/79932136
https://www.hangge.com/blog/cache/detail_2428.html
https://www.kubernetes.org.cn/