k8s入门

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k8s基础概念
k8s中文社区

Kubernetes是什么

是容器集群管理系统，是一个开源的平台。
可以实现容器集群的自动化部署、自动化扩容缩容、维护等功能。
通过其可以实现：

• 快速部署应用
• 快速扩展应用
• 无缝对接新的应用功能
• 节省资源，优化硬件资源的使用

特点

可移植: 支持公有云，私有云，混合云，多重云（multi-cloud）
可扩展: 模块化, 插件化, 可挂载, 可组合
自动化: 自动部署，自动重启，自动复制，自动伸缩/扩展

为什么使用容器

传统方式：
通过插件或脚本来安装应用。
缺点：应用的运行、配置、管理…所有的生命周期将与当前操作系统绑定，不利于应用的升级更新与回滚等操作。
但是也可以通过虚拟机实现某些功能，但是其非常重，不利于可移植性。

容器方式
部署容器。每个容器之间互相隔离，每个容器有自己的文件系统，容器之间的进程不会相互影响，能区分计算资源。
其可以快速部署，由于容器与底层设施、机器文件系统解耦的，所以能在不同云、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，容器比虚机轻量、更“透明”，这更便于监控和管理。

优势总结

• 快速创建/部署应用：与VM虚拟机相比，容器镜像的创建更加容易。
• 持续开发、集成和部署：提供可靠且频繁的容器镜像构建/部署，并使用快速和简单的回滚(由于镜像不可变性)。
• 开发和运行相分离：在build或者release阶段创建容器镜像，使得应用和基础设施解耦。
• 开发，测试和生产环境一致性：在本地或外网（生产环境）运行的一致性。
• 云平台或其他操作系统：可以在 Ubuntu、RHEL、CoreOS、on-prem、Google Container Engine或其它任何环境中运行。
• Loosely coupled，分布式，弹性，微服务化：应用程序分为更小的、独立的部件，可以动态部署和管理。
• 资源隔离
• 资源利用：更高效

Kubernetes能做什么

可以在物理或虚拟机的Kubernetes集群上运行容器化应用，Kubernetes能提供一个以“容器为中心的基础架构”，满足在生产环境中运行应用的一些常见需求，如：

多个进程（作为容器运行）协同工作。（Pod）
存储系统挂载
Distributing secrets
应用健康检测
应用实例的复制
Pod自动伸缩/扩展
Naming and discovering
负载均衡
滚动更新
资源监控
日志访问
调试应用程序
提供认证和授权

k8s架构

k8s集群由Master节点和Node(Worker)节点组成。

Master节点

Master节点指的是集群控制节点，管理和控制着整个集群。
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：

1. 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。
2. 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。
3. etcd：保存整个集群的状态。

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：

1. 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
2. kube-proxy：实现service的通信与负载均衡
3. docker（Docker Engine）：Docker引擎，负责本机的容器创建和管理

Pod - k8s调度的最小单元

一个 pod 包含一组容器，一个 pod 不会跨越多个工作节点
pod 相当于逻辑主机，每个 pod 都有自己的 IP 地址
pod 内的容器共享相同的 IP 和端口空间
默认情况下，每个容器的文件系统与其他容器完全隔离

架构核心组件

etcd保存了整个集群的状态；
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；
controller manager负责维护集群的状态，比如故障检测、自动扩展、滚动更新等；
scheduler负责资源的调度，按照预定的调度策略将Pod调度到相应的机器上；
kubelet负责维护容器的生命周期，同时也负责Volume（CVI）和网络（CNI）的管理；
Container runtime负责镜像管理以及Pod和容器的真正运行（CRI）；
kube-proxy负责为Service提供cluster内部的服务发现和负载均衡；

k8s设计理念

容错性
易扩展性