在学习k8s-cluster 实践之前，必须先学习Kubermetes 的几个重要概念，它们是组成Kubermetes 集群的基石。
1.【Cluster】

Cluster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。

2.【Master】

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。

3.【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，同时根据Master 的要求管理容器的生命周期。Node运行在Linux 操作系统上，可以是物理机或者是虚拟机。

在k8s交互式教程中，我们创建的Cluster 只有一个主机host01, 它既是 Master 也是Node,如下图所示。

【k8s 官网交互式教程】=》https://kubernetes.io/zh/docs/tutorials/kubernetes-basics/create-cluster/cluster-interactive/

Teminal

Kubernetes Bootcamp Terminal

$
$ minikube start
* minikube v1.8.1 on Ubuntu 18.04
* Using the none driver based on user configuration
* Running on localhost (CPUs=2, Memory=2460MB, Disk=145651MB) ...
* OS release is Ubuntu 18.04.4 LTS
* Preparing Kubernetes v1.17.3 on Docker 19.03.6 ...
  - kubelet.resolv-conf=/run/systemd/resolve/resolv.conf
* Launching Kubernetes ...
* Enabling addons: default-storageclass, storage-provisioner
* Configuring local host environment ...
* Waiting for cluster to come online ...
* Done! kubectl is now configured to use "minikube"
$ kubectl get nodes
NAME       STATUS   ROLES    AGE   VERSION
minikube   Ready    master   27s   v1.17.3
$ hostname
minikube

4.【Pod】

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。

4.1【Kubemntes 引入 Pod 主要基于下面两个目的】：

(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。 Kubemetes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 Kubemetes 挂载 volume 到 Pod，本质上是将 volume 挂载到 Pod 中的每一个容器。

4.2【Pod 有两种使用方式】：

(1)运行单一容器。

one-container-per-Pod 是 Kubemetes 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，Kubemetes 管理的也是 Pod 而不是直接管理容器。

(2)运行多个容器。

问题在于：哪些容器应该放到一个Pod中?

答案是：这些容器联系必须非常紧密，而且需要直接共享资源。

【例子一】：如下图中，Pod包含两个容器：一个是 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。

【例子二】反例：是否需要将 Nginx 挂载应用和 PostgreSQL 放到一个 Pod 中？

• Nginx 挂载的应用(比如：asp.net core api) 从 PostgreSQL 读取数据，它们之间需要协作，但还不至于需要放到一个Pod中一起部署、一起启动、 一起停止。同时它们之间是通过 Npgsql 交换数据，并不是直接共享存储，所以放到各自的Pod中更合适。

 

5.【Controller】

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 Cotoller, 包括 Deployment、 ReplicaSet、 DaemonSet、StatefuleSet、Job 等，我们逐一讨论。

(1) Deployment 是最常用的 Cotoller , 比如在线教程中就是通过创建 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 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 的多个副本的，我们通常不需要直接使用 ReplicaSet。
(3) 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 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 Contoller 不提供这个功能。当某个 Pod 发生故障需要刪除并重新启动时，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) Job 用于运行结束就删除的应用，而其他 Cntoller 中的 Pod 通常是长期持续运行。

 

6. 【Service】

Deployment 可以部署多个副本，每个Pod都有自己的IP，外界如何访问这些副本呢?
通过Pod的IP吗?
要知道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来访问不太现实。
答案是 Service。

• Kubermeles 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。
• Kubemes 运行容器 (Pod) 与访问容器 (Pod) 这两项任务分别由 Cntoller 和 Servce。

 

7.【Namespace】

如果有多个用户或项目组使用同个 Kubemetes Custer 如何将他们创建的 Cotollerod 等资源分开呢?
答案就是 Namespace。

• Namespce 可以将一个物理的 Claster 逻辑上划分成多个虚拟Custer，每个Cluster 就是个Namespce，不同Namespace里的资源是完全隔离的。
• Kubemnetes 默认创建了四个 Namespace，如下所示：

$ kubectl get namespace
NAME              STATUS   AGE
default           Active   44m
kube-node-lease   Active   44m
kube-public       Active   44m
kube-system       Active   44m

• default：创建资源时如果不指定，将被放到这个 Namespace 中。
• kube-system：Kubemetes 自己创建的系统资源将放到这个 Namespace 中。

熟练理解并掌握以上的基本概念，在集群部署实践中很有帮助，希望以上基本概念的梳理能帮助到有用的朋友。