k8s核心组件和术语

Kubernets是什么

1. 基于容器技术的分布式架构方案。
2. 开放的开发平台。　　
3. 完备的分布式支撑平台。

Master

　　Master指的是集群控制节点，每个k8s集群里需要有一个Master节点来负责整个集群的管理和控制，基本上k8s的所有控制命令都发给它，它来负责具体的执行过程。为了实现高可用，部署多个Master，Master节点上运行着以下一组关键进程。

　　Kubernets API Server：提供了HTTP Rest接口的关键服务进程，是Kubernets里所有资源的增删改查等操作的唯一入口，也是集群控制的入口进程。

　　Kubernets Controller Manager：Kubernets里所有资源对象的自动化控制中心，管理集群的所有资源。

　　Kubernets Scheduler：负责资源调度的进程。

另外，Master节点上还需要启动一个etcd服务，Kubernets里的所有资源对象的数据全部保存在ectd。

 

Node

　　除了Master，Kubernets集群中的其他机器被称为Node节点，Node节点可以是虚拟机也可以是物理机。Node节点是集群中工作负载节点，当某个Node宕机后，其上的工作负载会自动转移到其他节点上。

　　每个Node都有以下关键进程。

　　　kubelet：复杂Pod对应的容器的创建，启动，停止等任务，同时与Master协作，实现集群管理的功能。

　　　kube-proxy：实现Kubernets Service的通信于负载均衡机制。

　　　Docker Engine：DOcker引擎。

Pod

　　Pod是k8s中最重要也是最基本的概念，每个Pod内包含一个特殊的根容器(Pause容器)，Pause容器对应的镜像属于k8s平台的一部分，除了Pause容器外，每个Pod还包含至少一个或多个用户业务容器。Pod的设计理念，（当你想包含一个已经存在的东西，你得弄出一个比已有东西更大概念）。Pod里面多个业务容器共享Pause容器的IP，共享Pause容器挂接的Volume，Pod分为俩类，普通Pod和静态Pod，静态Pod不存放在k8s的ectd中存储，而是存放在本地Node的文件中，因此只能在本Node内存在。

 

Label

　　Label是k8s系统中另外一个概念，一个Label是一个key-val的键值对，Label可以附加到任何资源对象上。给某个资源对象定一个Label就相当于给它打了一个标签，随后可以通过Label Selector查询和筛选拥有某些Label的资源对象。

　　1.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副本的数量。

　　2.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的负载均衡。

　　3.通过对某些Node定义特定的Label，并且在Pod定义文件中使用NodeSelector这种标签调度策略，kube-scheduler 可以实现Pod定向调度的特性。

 

Replication Controller

　　RC定义了Pod的副本数量在任意时刻都符合某个预定值，所以RC的内容如下。

　　1.Pod期待的副本数。

　　2.用户筛选目标Pod的Label Selector

　　3.当Pod的副本数量小于预期数时，创建新Pod的模板。

 

Deployment

　　引入Deployment是为了解决Pod的编排问题。Deployment相对于RC的最大一个升级就是我们可以随时知道部署的进度。

 

Horizontal Pod AutoScaler

　　HPA为对应用自定义指标进行自动扩容和缩容的功能进行增强。它是k8s内的一种资源对象，通过追踪分析RC控制的所有目标Pod的负载变化情况，来确定是否需要针对性的调整目标Pod的副本数。

　　1.CPU 使用率百分比

　　2.应用程序自定义指标，比如TPS,QPS。

StatefulSet

　　在k8s中，Pod的管理对象RC，Deployment，DaemonSet和Job都是面向无状态的服务，但现实中有很多服务是有状态的，特别是一些中间件集群，如MySQL，ZK。它们每个节点都有自己的身份ID，集群规模固定。

Service

　　k8s里面每个Service其实就是微服务架构中的一个微服务，它定义了一个服务的访问入口地址，前端应用通过这个入口地址访问其背后一组由Pod副本组成的集群实例，Service与其后端Pod副本集群之间则是通过Label Selector来实现无缝对接，而RC的作用实际上保证Service的服务能力和服务质量始终处于预期的标准。

IP

　　k8s集群内存在三种IP。

　　1.Node IP，物理机的IP。

　　2.Pod IP，Pod的IP地址。它是Docker Engine根据Docker0网桥来分配的。

　　3.Cluster IP：Service IP地址。Cluster IP是一个虚拟IP，但更像是一个伪造的IP，

　　　　3.1.Cluster IP仅仅作用于Kubernets Service这个对象，并由Kubernetes管理和分配IP地址。

　　　　3.2.Cluster IP无法被ping，因为不存在网络实体来响应(Ping 协议是网络层协议)

　　　　3.3.Cluster IP只能结合Service Port 组成一个具体的通信端口。

　　　　3.4.在Kubernets集群之内，Node IP网，Pod IP于Cluster IP之间的通信采用K8s自己设计的一种特殊的路由规则。

Volume

　　Volume中文名为存储卷，它是Pod中能被多个容器共享的目录。它的生命周期和Pod相关，k8s支持多种存储卷，如GlusterFS，Ceph等先进的分布式文件系统。

Namespace

　　Namespace用于实现多租户的资源隔离。Namespace通过将集群内部的资源对象分配到不同的Namespace中，形成逻辑上分组的不同项目或用户组，便于不同的分组在共享使用整个集群的资源同时还能被分别管理。

Annotation

　　Annotation与Label类似，也使用key-val的形式，不同的是Label有严格命名规则，它定义K8s对象的元数据，而Annotation则是用户任意定义的附加信息，以便于外部工具进行查找。