1. 基础概念介绍

Kubernetes(以下简称K8s)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高效，Kubernetes提供了应用部署、规划、更新、维护的一种机制。 在Kubenetes中，所有的容器均在Pod中运行，一个Pod可以承载一个或者多个相关的容器。同一个Pod中的容器会部署在同一个物理机器上并且能够共享资源。一个Pod也可以包含0个或者多个磁盘卷组（volumes）,这些卷组将会以目录的形式提供给一个容器，或者被所有Pod中的容器共享。

1.1. K8s架构概览

Docker Engine由许多专用的工具协同工作，从而可以创建和运行容器，例如 API、执行驱动、运行时、shim 进程等。主要由两个核心组件构成：LXC 和 Docker daemon。Docker daemon 是单一的二进制文件，包含诸如 Docker 客户端、Docker API、容器运行时、镜像构建等。LXC 提供了对诸如命名空间（Namespace）和控制组（CGroup）等基础工具的操作能力，它们是基于 Linux 内核的容器虚拟化技术。 Linux Namespace是Linux内核用来隔离资源的方式。每个Namespace下的资源对于其他Namespace都是不透明，不可见的。 容器就是进程，容器是与系统其他部分隔离开的进程。这个时候我们再看上图就更容易理解，容器是跑在宿主机OS（虚机容器的宿主机OS就是Guest OS）上的进程，容器间以及容器和宿主机间存在隔离性。

1.2. 整体运行架构

1.2.1. K8s相关组件介绍

• api service：所有服务访问统一入口。对外暴露K8S的api接口，是外界进行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；
• crontroller 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，它们是处理集群中常规任务的后台线程。
• 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；就是监视新创建的 Pod，如果没有分配节点，就选择一个节点供他们运行，这就是pod的调度。
• etcd：一个可信赖的分布式键值存储服务，能够为整个分布式集群存储一些关键数据，协助分布式集群运转。储存K8S集群所有重要信息（持久化）。v2版本时基于内存的存储，v3开始才是序列化到介质。新版本K8S（v1.11以上）已经改用v3版本etcd。
• kubelet：直接跟容器引擎交互实现容器的生命周期管理。
• kube-proxy：负责写入规则至 IPTABLES、IPVS 实现服务映射访问的。

1.2.1.1. master：负责集群的管理和控制

• 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；
• ControllerManager：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；

1.2.1.2. node：计算节点，负责跑任务；只和APIServer通信

• 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；
• kube-prox：y负责为Service提供cluster内部的服务发现和负载均衡；
• DockerEngine：负责镜像管理以及Pod和容器的真正运行（CRI）；

1.2.1.3. 存储

• 元数据存储在基于Key-value结构的数据库中