Kubernetes相关理论

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一、Kubernetes理论概念

了解k8s是什么之前，需要先了解docker，docker我就不多说了，需要相关基础，我之前的博客可以看一下。如果说是微服务让docker火了，那么docker则让k8s火了一把，k8s是由谷歌开源的一款容器集群管理系统，可以实现容器的自动化部署，自动扩容，缩容，维护，监控等功能。

在大型的系统中，背后可能有成千上万个实例在运行，假设这些实例都是运行在docker容器中，实际上也几乎都是，这么多容器势必会有一些容器在某些时间段是空闲的，也有些是挂掉的，如果依靠人肉运维去监控和管理这些容器，枯燥又烧钱。在像双11这样的场景下，由于临时增加了很多实例来支撑超大流量，但双11过后这些实例资源就空置了，造成大量资源浪费，还有一些秒杀场景，可能在极短时间内涌入大量流量，对服务器造成冲击，有没有办法能在大流量的时候自动增加一些实例，在流量减少后自动下掉一些实例，当然有，它就是k8s，它的出现让阿里云更具有价值了，阿里云有丰富的服务器资源，支撑着众多企业的服务，在大部分场景下，不可能所有企业都在同一时刻流量洪峰，k8s可以让这些企业来共享这服务器资源，以弹性的方式伸缩，实现共赢，可以类比医疗保险。

Kubernetes是Google在2014年开源的一个容器集群管理系统，Kubernetes简称K8S。

K8S用于容器化应用程序的部署，扩展和管理。

K8S提供了容器编排，资源调度，弹性伸缩，部署管理，服务发现等一系列功能。

Kubernetes目标是让部署容器化应用简单高效。

官方网站: http://www.kubernetes.io

二、Kubernetes特性

自我修复
在节点故障时重新启动失败的容器，替换和重新部署，保证预期的副本数量;杀死健康检查失败的容器，并且在未准备好之前不会处理客户端请求，确保线上服务不中断。

弹性伸缩
使用命令、UI或者基于CPU使用情况自动快速扩容和缩容应用程序实例，保证应用业务高峰并发时的高可用性;业务低峰时回收资源，以最小成本运行服务。

自动部署和回滚（此处可以多了解一下蓝绿部署、滚动部署、灰度发布、金丝雀发布）
K8S采用滚动更新策略更新应用，一次更新一个Pod，而不是同时删除所有Pod，如果更新过程中出现问题，将回滚更改，确保升级不受影响业务。

服务发现和负载均衡
K8S为多个容器提供一个统一访问入口（内部IP地址和一个DNS名称)，并且负载均衡关联的所有容器，使得用户无需考虑容器IP问题。

机密和配置管理
管理机密数据和应用程序配置，而不需要把敏感数据暴露在镜像里，提高敏感数据安全性。并可以将一些常用的配置存储在K8S中，方便应用程序使用。

存储编排
挂载外部存储系统，无论是来自本地存储，公有云(如AWS)，还是网络存储(如NFS、GlusterFS、Ceph）都作为集群资源的一部分使用，极大提高存储使用灵活性。

批量处理
提供一次性任务，定时任务;满足批量数据处理和分析的场景

三、Kubernetes集群架构与组件

在这里插入图片描述

1、Master组件

kube-apiserver（核心组件）
Kubernetes APl，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
控制管理器，用于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
调度器，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。

etcd
高可用的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。

2、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。

docker 或 rocket
容器引擎，运行容器。

3、k8s核心概念

在这里插入图片描述

Pod
最小部署单元
一组容器的集合
一个Pod中的容器共享网络命名空间
Pod是短暂的

Controllers
ReplicaSet：确保预期的Pod副本数量
Deployment：无状态应用部署
StatefulSet：有状态应用部署
DaemonSet：确保所有Node运行同一个Pod
Job：一次性任务
Cronjob：定时任务

更高级层次对象，部署和管理Pod

Service
防止Pod失联
定义一组Pod的访问策略

Label：标签，附加到某个资源上，用于关联对象、查询和筛选

Namespaces ：命名空间，将对象逻辑上隔离

Annotations ：注释

四、官方提供的三种部署方式

minikube
Minikube是一个工具，可以在本地快速运行一个单点的Kubernetes，仅用于尝试Kubernetes或日常开发的用户使用。
部署地址:

kubeadm
Kubeadm也是一个工具，提供kubeadm init和kubeadm join，用于快速部署Kubernetes集群。
部署地址:

二进制包
推荐，从官方下载发行版的二进制包，手动部署每个组件，组成Kubernetes集群。
下载地址:

转载地址：http://vrtxn.baihongyu.com/

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