• 6.4 通讯总结

• 7.K8s里面的三张网络

• 二、总结

Kubernetes 入门教程详解(一)

==============================================================================

一、 Kubernetes 概述

---

1. K8S 发展历史由来

• 它前生是 谷歌的Borg 系统，后经过Go 语言重写,在 2014 年开源了 Kubernetes 项目,并捐献给CNCF 基金会开源,即Kubernetes。

• 它之所以简称 ‘k8s’,因为Kubernetes中间有 8个字母

• 

2.K8S官网

• kubernetes的github地址：

• https://github.com/kubernetes/kubernetes

• kubernetes官方站点：

• 英文官方网址:https://kubernetes.io/

• z中文官方网站:https://kubernetes.io/zh/

• 英文官方文档:https://kubernetes.io/docs/

2.K8S 是什么

• Kubernetes 是一个可移植的、可扩展的开源平台，用于管理容器化的工作负载和服务，可促进声明式配置和自动化。 Kubernetes 拥有一个庞大且快速增长的生态系统。Kubernetes 的服务、支持和工具广泛可用。

• Kubernetes 这个名字源于希腊语，意为“舵手”或“飞行员”

• 官网:https://kubernetes.io/

• GitHub：https://github.com/kubernetes/kubernetes

• 具有 轻量级、消耗资源小、开源、弹性伸缩、负载均衡(IPVS)的特点

3. K8s 优势及特点

3.1 K8S优势

• 自动装箱，水平扩展，自我修复

• 服务发现和负载均衡

• 自动发布和回滚

• 集中化配置管理和密钥管理

• 存储编排

• 批处理：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

3.2 K8S 特点

• 可移植: 支持公有云，私有云，混合云，多重云（multi-cloud）

• 可扩展: 可根据业务流量情况快速扩展kubernetes集群的节点数量。

• 自愈: 自动发布，自动重启，自动复制，自动扩展

• 进程协同：利用复合应用保证应用和容器一对一的模型。

4. K8s 集群架构与组件

4.1 K8s 集群架构

• 集群架构

Kubernetes集群包含有节点代理kubelet和Master组件(APIs, scheduler, etc)，一切都基于分布式的存储系统。

一个kubernetes集群主要是由 控制节点(master)、工作节点(node)构成，每个节点上都会安装不同的组件。

下面这张图是Kubernetes的架构图。

• 

控制节点：

ApiServer : 资源操作的唯一入口，接收用户输入的命令，提供认证、授权、API注册和发现等机制

Scheduler : 负责集群资源调度，按照预定的调度策略将Pod调度到相应的node节点上

ControllerManager : 负责维护集群的状态，比如程序部署安排、故障检测、自动扩展、滚动更新等

Etcd ：负责存储集群中各种资源对象的信息(默认的数据库，自己可以配置修改的，比如配mysql)

工作节点Node:

Kubelet : 负责维护容器的生命周期，即通过控制docker，来创建、更新、销毁容器

KubeProxy : 负责提供集群内部的服务发现和负载均衡

Docker : 负责节点上容器的各种操作

大致工作原理

kubectl 和web UI接入我们master节点后，scheduler调度器将任务交给api server， 通过api server 把任务写入 etcd 存储服务器,然后交给node节点执行

控制器，它们就是维护我们的副本的数目的或者叫做我们的期望值的，一旦它的副本数不满足我们的期望值，replication controller就会将它改写成 我们的期望值(创建或删除Pod数)

以安装nginx服务说明K8S组件调用关系：

首先要明确，一旦kubernetes环境启动之后，master和node都会将自身的信息存储到etcd数据库中

1. 一个nginx服务的安装请求会首先被发送到master节点的apiServer组件

2. apiServer组件会调用scheduler组件来决定到底应该把这个服务安装到哪个node节点上

在此时，Scheduler调度器会从etcd中读取各个node节点的信息，然后按照一定的算法进行选择，并将结果告知apiServer，分发给那个node

3. apiServer调用controller-manager(控制器)去调度Node节点安装nginx服务

4. kubelet接收到指令后，会通知docker，然后由docker来启动一个nginx的pod

pod是kubernetes的最小操作单元，容器必须跑在pod中，此时nginx服务就已经跑起来了。

5. 一个nginx服务就运行了，如果需要访问nginx，就需要通过kube-proxy来对pod产生访问的代理

4.2 K8s 核心组件详细说明

• 核心组件说明

#控制器，它们就是维护我们的副本的数目的或者叫做我们的期望值的，一旦它的副本数不满足我们的期望值，replication controller就会将它改写成 我们的期望值

api 一切服务的访问入口，压力很大，为了减轻压力，每个请求下面就可以生成缓存

etcd 是 paxos 键值对采用go 语言编写的键值对 数据库。

etcd 的官方 将它 定位成一个 可信赖的分布式键值存储服务器，它能够为整个分布式集群存储一些关键数据，协助分布式集群的正常运转。

可信赖：本身可以完成集群化

分布式：扩容缩非常方便

正常运转：保存我们的整个分布式集群的需要持久化的配置文件、配置信息，一旦我们的集群死亡后，我们可以借助到etcd 里面的一些信息，进行数据恢复

ectd 里面有2个版本，一个是 v2版，一个是v3版。v2版会将数据全部写入 内存中，v3 版本会引入本地卷的持久化操作(关机以后并不会造成数据损坏)

推荐使用kubernetes 集群中etcd v3,

V1.11包含之前自带的的etcd是不支持V3的。

ETCD 键值数据库 是基于HTTP，进行的C/S开发的，

他有 这些组件

Raft:存储我们的读写信息的(所有的信息都存在这里)

WAL:预写日志：为了防止Raft里面的信息出现损坏，还有WAL预写日志

（如果想对里面的数据进行更改，需要先生成一个日志，WAL先存一下，并且会定时的对这些日志进行完整的备份[完整+临时备份]）

Entry:

Snapshot:日志备份{完整备份+增量备份}

node 节点：安装 kubelet 、kube proxy、 container(Docker)

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。

kubelet：会跟我们的CRI（C 容器；R 运行环境; I 接口）—这里就是我们的Dokcer表现形式 。它会和我们的Docker进行交互，操作Docker去创建对应的容器[就是Kubelet维持我们Pod的生命周期]

Kube proxy:相当于SVC，可以进行负载操作。也就意味着如何实现Pod与Pod之间如何访问，包括负载均衡。它的默认操作时firewall，操作防火墙，实现对Pod的映射。(新版本中还支持IPVS 实现负载均衡)

总结这些节点

api server:所有服务访问统一入口

CrontrollerManager:维持副本期望数

Scheduler:负责介绍任务，选择合适的节点进行分配任务。

etcd：键值对数据库，存储K8S集群所有重要信息(持久化)

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(firewall)、ipvs(负载均衡) 实现服务映射访问的

• 其它组件介绍

#CoreDNS :

可以为集群中的svc 创建一个域名IP的对应关系解析

#Dashboard:

给k8s提供一个B/S 结构访问体系

#Ingress controller：

官方实现了四层代理，Ingress 可以实现七层代理

#Federation:

提供一个可以跨越集群中心多k8s 统一管理功能

#Prometheus：

提供k8s 集群的监控能力

#ELK:

提供k8s 集群日志 统一 分析接入平台

5. K8s 核心概念

5.1 Master 集群控制节点

• 每个集群至少一个master节点负责集群的管理

5.2 Node 工作负载节点

• 由masster 分配容器到这些node节点上，然后node 节点上的docker 负责容器运行

5.3 Pod kubernetes的最小控制单元

• **自主式pod **

Pod是在K8s集群中运行部署应用或服务的最小单元(原子单元)，它是可以支持多容器的。

只要我们定义了一个Pod,它就会自动启动一个容器—pause的网络栈。也就意味着同一个Pod 容器间的端口不能冲突

一个Pod里封装了很多个容器，他们共用一个pause，共用存储卷

• 

5.4 Controller 控制器Pod

• 控制器，通过它来实现对pod的管理，比如启动pod、停止pod、伸缩pod的数量等等

• K8S内核提供了众多的pod控制器，常用的有:

Deployment 部署(暴露在最外面的)

DaemonSet 要求每一个运行节点都启动一个

ReplicaSet

StatefulSet

Job

Cronjob

5.4.1 复制控制器（Replication Controller，RC）— 确保预期的Pod副本数量

• RC 控制器

Replication Control1er 用来确保容器应用的副本数始终保持在用户定义的副本数，即如果有容器异常退出，会自动创建新的Pod 来替代;而如果异常多出来的容器也会自动回收。在新版本的Kubernetes 中建议使用ReplicaSet来取代 ReplicationControl1e

5.4.2 副本集（Replica Set，RS）— 确保预期的Pod副本数量

• RS副本集

ReplicaSet跟Replication Controller没有本质的不同，只是名字不一样，并且ReplicaSet支持集合式的selector

小编13年上海交大毕业，曾经在小公司待过，也去过华为、OPPO等大厂，18年进入阿里一直到现在。

深知大多数初中级Java工程师，想要提升技能，往往是自己摸索成长，但自己不成体系的自学效果低效又漫长，而且极易碰到天花板技术停滞不前！

因此收集整理了一份《2024年最新Java开发全套学习资料》送给大家，初衷也很简单，就是希望能够帮助到想自学提升又不知道该从何学起的朋友，同时减轻大家的负担。

由于文件比较大，这里只是将部分目录截图出来，每个节点里面都包含大厂面经、学习笔记、源码讲义、实战项目、讲解视频

如果你觉得这些内容对你有帮助，可以添加下面V无偿领取！（备注Java）

总结

面试难免让人焦虑不安。经历过的人都懂的。但是如果你提前预测面试官要问你的问题并想出得体的回答方式，就会容易很多。

此外，都说“面试造火箭，工作拧螺丝”，那对于准备面试的朋友，你只需懂一个字：刷！

给我刷刷刷刷，使劲儿刷刷刷刷刷！今天既是来谈面试的，那就必须得来整点面试真题，这不花了我整28天，做了份“Java一线大厂高岗面试题解析合集：JAVA基础-中级-高级面试+SSM框架+分布式+性能调优+微服务+并发编程+网络+设计模式+数据结构与算法等”

且除了单纯的刷题，也得需准备一本【JAVA进阶核心知识手册】：JVM、JAVA集合、JAVA多线程并发、JAVA基础、Spring 原理、微服务、Netty与RPC、网络、日志、Zookeeper、Kafka、RabbitMQ、Hbase、MongoDB、Cassandra、设计模式、负载均衡、数据库、一致性算法、JAVA算法、数据结构、加密算法、分布式缓存、Hadoop、Spark、Storm、YARN、机器学习、云计算，用来查漏补缺最好不过。

官要问你的问题并想出得体的回答方式，就会容易很多。

此外，都说“面试造火箭，工作拧螺丝”，那对于准备面试的朋友，你只需懂一个字：刷！

给我刷刷刷刷，使劲儿刷刷刷刷刷！今天既是来谈面试的，那就必须得来整点面试真题，这不花了我整28天，做了份“Java一线大厂高岗面试题解析合集：JAVA基础-中级-高级面试+SSM框架+分布式+性能调优+微服务+并发编程+网络+设计模式+数据结构与算法等”

[外链图片转存中…(img-E5Uf8q2v-1711058030314)]

且除了单纯的刷题，也得需准备一本【JAVA进阶核心知识手册】：JVM、JAVA集合、JAVA多线程并发、JAVA基础、Spring 原理、微服务、Netty与RPC、网络、日志、Zookeeper、Kafka、RabbitMQ、Hbase、MongoDB、Cassandra、设计模式、负载均衡、数据库、一致性算法、JAVA算法、数据结构、加密算法、分布式缓存、Hadoop、Spark、Storm、YARN、机器学习、云计算，用来查漏补缺最好不过。

[外链图片转存中…(img-7QZbjIMV-1711058030314)]

本文已被CODING开源项目：【一线大厂Java面试题解析+核心总结学习笔记+最新讲解视频+实战项目源码】收录