K8s介绍

kubernetes，简称K8s，是用8代替8个字符“ubernete”而成的缩写。

是一个开源的，用于管理云平台中多个主机上的容器化的应用，Kubernetes的目标是让部署容器化的应用简单并且高效（powerful）,Kubernetes提供了应用部署，规划，更新，维护的一种机制。

传统的应用部署方式是通过插件或脚本来安装应用。这样做的缺点是应用的运行、配置、管理、所有生存周期将与当前操作系统绑定，这样做并不利于应用的升级更新/回滚等操作，当然也可以通过创建虚拟机的方式来实现某些功能，但是虚拟机非常重（步骤繁杂），并不利于可移植性。

新的方式是通过部署容器方式实现，每个容器之间互相隔离，每个容器有自己的文件系统，容器之间进程不会相互影响，能区分计算资源。相对于虚拟机，容器能快速部署，由于容器与底层设施、机器文件系统解耦的，所以它能在不同云、不同版本操作系统间进行迁移。 容器占用资源少、部署快，每个应用可以被打包成一个容器镜像，每个应用与容器间成一对一关系也使容器有更大优势，使用容器可以在build或release 的阶段，为应用创建容器镜像，因为每个应用不需要与其余的应用堆栈组合，也不依赖于生产环境基础结构，这使得从研发到测试、生产能提供一致环境。类似地，容器比虚拟机轻量、更“透明”，这更便于监控和管理。

K8s架构

集群

K8s组合多台主机的资源整合成一个大的资源池，并统一对外进行计算、存储等能力的集群

Master

k8s集群的管理节点，负责管理集群，提供集群的资源数据访问入口。

master包含以下进程：

• API Server：负责接受并处理请求
• Scheduler(kube-scheduler)：负责资源调度（pod调度）的进程，相当去公交公司的‘调度室’
• Controller：确保已创建的容器处于健康状态
• Controller Manager (kube-controller-manager)：kubernets 里面所有资源对象的自动化控制中心，可以理解为资源对象的大总管

其实往往还启动了一个etcd server进程。因为k8s里所有资源对象的数据全部是保存在etcd中的。

Node

Node是Kubernetes集群架构中运行Pod的服务节点（亦叫agent或minion）。Node是Kubernetes集群操作的单元，用来承载被分配Pod的运行，是Pod运行的宿主机。关联Master管理节点，拥有名称和IP、系统资源信息。运行docker eninge服务，守护进程kunelet及负载均衡器kube-proxy。

Node包含以下进程：

• kubelet：负责对Pod对于的容器的创建、启停等任务
• kube-proxy：实现Kubernetes Service的通信与负载均衡机制的重要组件
• Docker Engine（Docker）：Docker引擎，负责本机容器的创建和管理工作

K8s特性

• Docker Engine（Docker）：Docker引擎，负责本机容器的创建和管理工作
  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。

• 负载均衡和服务发现
  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。

• 自动伸缩、水平扩展
  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。

• 基于容器的应用部署、维护和滚动升级
  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。

• 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。

K8s核心专业术语

pod

运行于Node节点上，若干相关容器的组合。一个Pod可以包含一个容器或者多个相关容器。虽然一个pod中可以容纳多个容器，但是一般在实际应用中只跑一个容器，便于管理。

Pod是Kurbernetes进行创建、调度和管理的最小单位。

Pod内包含的容器运行在同一宿主机上，使用相同的网络命名空间、IP地址和端口，能够通过localhost进行通。

Pod其实有两种类型：普通Pod和静态Pod，后者比较特殊，它并不存在Kubernetes的etcd存储中，而是存放在某个具体的Node上的一个具体文件中，并且只在此Node上启动。

普通Pod一旦被创建，就会被放入etcd存储中，随后会被Kubernetes Master调度到某个具体的Node上进行绑定，随后该Pod被对应的Node上的kubelet进程实例化成一组相关的Docker容器并启动起来，在默认情况下，当Pod里的某个容器停止时，Kubernetes会自动检测到这个问起并且重启这个Pod（重启Pod里的所有容器），如果Pod所在的Node宕机，则会将这个Node上的所有Pod重新调度到其他节点上。

Label

Kubernetes中的任意API对象都是通过Label进行标识，Label的实质是一系列的Key/Value键值对，其中key于value由用户自己指定。

Label可以附加在各种资源对象上，如Node、Pod、Service、RC等，一个资源对象可以定义任意数量的Label，同一个Label也可以被添加到任意数量的资源对象上去。Label是Replication Controller和Service运行的基础，二者通过Label来进行关联Node上运行的Pod。
label selector的重要使用场景：

• kube-controller进程通过资源对象RC上定义的label selector来筛选要监控的pod的数量，从而实现全自动控制流程
• kube-proxy进程通过service的label selector来选择对应的pod，自动建立起每个service到对应pod的请求转发路由表。从而实现service的智能负载均衡机制。

Node

• Node是Kubernetes集群架构中运行Pod的服务节点（亦叫agent或minion）
• Node是Kubernetes集群操作的单元，用来承载被分配Pod的运行，是Pod运行的宿主机
• node可以是任何形式的计算设备，只要此设备上能够有传统意义上的CPU、内存、存储空间,并且能装上k8s的集群代理程序，它都可以作为整个k8s集群一个成员
• 只要能装上kunelet就能成为一个节点