K8S学习笔记之Kubernetes核心概念

K8S学习笔记之Kubernetes核心概念

0x00  Kubernetes简介

Kubernetes（K8S）是Google开源的容器集群管理系统，其设计源于Google在容器编排方面积累的丰富经验，并结合社区创新的最佳实践。

K8S在Docker容器技术的基础之上，大大地提高了容器化部署应用简单高效。经过几年的快速发展，K8S已经成为建设容器云平台的首选方案。

2015年7月，Kubernetes v1.0正式发布，截止到2018年6月28日最新稳定版本是v1.11。

该版本发布主要增加了备受关注功能，分别为：基于IPVS的集群内负载均衡，与目前使用的工具相比，它更具可扩展性并且提供更好的网络吞吐量。以及CoreDNS作为集群DNS的附加选项，这就意味着生产应用的可扩展性和灵活性都将得到提升。

官方网站地址：​​API做某些事情，精细化权限分配。

0x02 常用资源对象概念

Kubernetes架构图：

上图是Kubernetes集群架构，下面看看Kubernetes功能实现的重要概念，这些功能是组成Kubernetes集群的基石。

Master

Master主要负责资源调度，控制副本，和提供统一访问集群的入口。

Node

Node由Master管理，并汇报容器状态给Master，同时根据Master要求管理容器生命周期。

Pod

Docker最小部署单元是容器，而Kubernetes最小部署单元是Pod，一个Pod有一个或多个容器组成，Pod中容器共享存储和网络，一个Pod在同一台Node上运行。

Service

Service一个应用服务抽象，定义了Pod逻辑集合和访问这个Pod集合的策略。Service代理Pod集合对外表现是为一个访问入口，分配一个集群IP地址，来自这个IP的请求将负载均衡转发到后端Pod中的容器。

用过负载均衡器的朋友可能很好理解，其实Service就是一个抽象的负载均衡器。

Service通过LableSelector选择一组Pod提供服务。

Lable

标签是一个key=value的键值对，附加在某个资源上，每个对象可以有多个标签，然后根据这个lable关联、查询和筛选。

就像Service与Pod，当多个Service、多个Pod情况下，访问某个Service怎么就知道转发到指定Pod呢？

Volume

数据卷，挂载宿主机文件、目录或者外部存储到Pod中，为应用服务提供存储，也可以Pod中容器之间共享数据。

Namespace

命名空间将资源对象逻辑上分配到不同Namespace，可以是不同的项目、用户等区分管理，并设定控制策略，从而实现多租户。命名空间也称为虚拟集群。

下面是更高层次抽象对象：

ReplicaSet

Deployment

官方建议使用Deployment管理ReplicaSets，而不是直接使用ReplicaSets，这就意味着可能永远不需要直接操作ReplicaSet对象，因此Deployment将会是使用最频繁的资源对象。

StatefulSet

StatefulSet适合持久性的应用程序，有唯一的网络标识符（IP），持久存储，有序的部署、扩展、删除和滚动更新。

典型场景：Zookeper集群

DaemonSet

DaemonSet确保所有节点运行同一个Pod。当节点加入Kubernetes集群中，Pod会被调度到该节点上运行，当节点从集群中移除时，DaemonSet的Pod会被删除。删除DaemonSet会清理它所有创建的Pod。

典型场景：在每个节点部署日志收集程序（如filebeat），监控程序（agent）

Job

一次性任务，运行完成后Pod销毁，不再重新启动新容器。还可以任务定时运行。

Cron Job定时任务，一个CronJob对象就像一个crontab文件的一行。给定时间定期运行，以Cron格式编写。

典型场景：数据库备份，发送邮件

0x03 系统架构及组件功能

Master组件

kube-apiserver

Kubernetes API，集群的统一入口，各组件协调者，以RESTful API提供接口服务，所有对象资源的增删改查和监听操作都交给APIServer处理后再提交给Etcd存储。

kube-controller-manager

处理集群中常规后台任务，一个资源对应一个控制器，而ControllerManager就是负责管理这些控制器的。

kube-scheduler

根据调度算法为新创建的Pod选择一个Node节点，可以任意部署,可以部署在同一个节点上,也可以部署在不同的节点上。

Node组件

kubelet

kubelet是Master在Node节点上的Agent，管理本机运行容器的生命周期，比如创建容器、Pod挂载数据卷、下载secret、获取容器和节点状态等工作。kubelet将每个Pod转换成一组容器。

kube-proxy

在Node节点上实现Pod网络代理，维护网络规则和四层负载均衡工作。

容器技术

docker或rocket

容器引擎，运行容器。

数据库

etcd

分布式键值存储系统。用于保存集群状态数据，比如Pod、Service等对象信息。

作者：​​李振良​​

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