Kubernetes1-K8s的简单介绍
1、简介
一、什么是Kubernetes
简称K8s,用8代替8个字符“ubernerte”而成的速写，K8s是一个开源的容器编排平台，它是一个跨主机集群的开源容器调度平台，用于管理云平台中多个主机上的容器化的应用，它能够自动化应用容器的部署、扩展、的操做，k8s的目标是让部署容器化的应用简单而且高效，构建一个软件和工具的生态系统，以减轻企业在公有云或私有云运行应用程序的负担，；K8s提供了应用部署、规划，更新，维护的一种机制。html
K8s项目由Google公司在2014年启动，Kubernetes创建在google公司超过十余年阿运维经验基础之上，Google全部的应用都运行在容器上，再与社区中最好的想法和实践相结合，也许它是如今最受欢迎的容器平台。java
二、使用K8s能够快速高效响应客户的需求：
快速、可预测地部署您的应用程序python
拥有即便扩展应用程序的能力mysql
不影响现有业务的状况下，无缝地发布新功能web
优化了硬件资源，下降成本算法
三、K8s具备以下特色：
便捷性：不管公有云、私有云、混合云仍是多云架构都全面支持sql
可扩展性：它是模块化、可插拔、可挂载、可组合，支持各类形式的扩展数据库
自修复：它能够自保持应用状态、可自重启、自复制、自缩放的，经过声明式语法提供了强大的自修复能力后端
四、三个时代说明，K8s为何如此有用
传统部署时代：早期，组织都是再物理服务器上运行应用程序，没法位物理服务器中的应用定义资源边界，着会致使资源分配问题。好比，若是再物理服务器上运行多个应用程序，可能会出现一个应用占用大部分资源，其余应用程序的性能就将降低，解决方案每每是在不一样服务器上运行每一个应用程序，但这并无随着资源利用不足而扩展资源，而且维护诸多物理服务器成本也很高。api
虚拟化部署时代：为了解决上面提到的资源分配问题，引入了虚拟化，它容许在单个物理服务器的CPU上容许多个虚拟机（VM）。虚拟化容许应用程序在VM之间隔离，并提供安全级别，由于一个应用程序的信息不能被另外一个应用程序自由访问。
虚拟化能够更好的利用物理服务器中资源，并能够实现更好的可伸缩性，由于能够轻松地添加或更新应用程序，下降硬件成本等等。借助虚拟化，您能够将一组物理资源呈现位一组一次性虚拟机。
每一个VM是一台完整的计算机，在虚拟化硬件上运行全部组件，包括其本身的操做系统
容器部署时代：容器相似VM，可是他们具备轻松的隔离属性，能够在应用程序之间共享操做系统。所以，容器被认为是轻量的，与VM类似，容器具备本身的文件系统，CPU，内存，进程空间等。因为他们与基础架构分离，所以能够跨云和OS分发进行移植
五、补充使用容器的好处
敏捷的应用程序建立和部署：与使用VM镜像相比，容器镜像建立的简便性和效率更高。
持续的开发，集成和部署：经过快速简单的回滚（镜像不可更改），提供可靠且频繁的容器镜像构建和部署。
开发和运营的关注点分离：在构建/发布时，而不时在部署时建立应用程序容器镜像，从而将应用程序与基础架构分离。
可观察性不只能够显示操做系统级别的信息和指标，还能够显示应用程序的运行情况和其余信号。
跨开发，测试和生成环境一致性：在便捷式计算机上与在云中相同的运行。
云和操做系统分发的可移植性：可在Ubuntu，RHEL，coreOS，本地，google kubernetes engine和其余任何地方运行。
松散耦合，分布式，弹性，解放的微服务：应用程序被分解成较小的独立部分，而且能够动态部署和管理，而不时在一台大型单机上运行的总体堆栈。
资源隔离：可预测的应用程序性能。
资源利用：高效率和高密度。
六、K8s提供了哪些功能
服务发现和负载均衡
K8s可使用DNS名称或使用其本身的IP地址公开容器。若是到容器的流量很高，K8s能够负载均衡分配流量，使部署稳定
存储编排
容许自动挂载选择的存储系统，例如本地存储，公有云提供商等。
自动部署和回滚
可使用Kunbernetes描述已经部署容器的所需状态，并能够以控制速率将实际状态更改所需状态。好比能够自动化Kubernetes来位您的部署建立新容器，删除现有容器并将他们的全部资源用于新容器
自动包装
一个Kubernetes集群，能够用于容器化任务，能够指定每一个容器须要多少CPU和内存，使其充分利用资源。
自检
Kubernetes能够从新启动失败的容器，替换容器，杀死对用户定义的运行状态检查没有响应的容器，而且在准备好服务以前不会将其通告给客户端
加密管理
Kubernetes容许存储和管理敏感信息，如密码，auth令牌和ssh密钥，能够部署和更新机密的应用程序配置，而无需从新构建容器镜像，也无需在堆栈配置中公开。
七、kubernetes不是什么
不是一个传统意义上一应俱全的Paas系统，它保留用户的自由选择，好比：
不限制支持的应用程序类型，不限制应用程序框架，不限制支持的语言（java/python/ruby）支持多种多样的工做负载，包括无状态，有状态和数据处理工做负载。
不提供内置服务的中间件（例如：消息中间件）、数据处理框架（例如：spark）、数据库（例如：mysql）和分布式存储（例如Ceph），这些应用能够容许在K8s上。
没有提供点击即部署的服务市场。
源代码到镜像都是开源的，它不部署源代码且不构建您的应用程序。持续集成，交付和部署（CI/CD）工做流取决各公司组织的文化和偏好。
容许用户选择其余的日志记录，监控和告警系统，（它也提供一些集成做为概念证实）。
不提供也不要求应用程序配置语言/系统，提供一个声明性API，能够经过任意形式的声明性规范。
不提供也不采用任何全面的机器配置，维护，管理或自动修复系统。
另外许多Paas系统运行在K8s上面，好比openshift，deis，eldarion，能够自定义本身的paas与本身选择的CI系统集成，或与K8s一块儿使用，将容器镜像部署到K8s上。
因为K8s在应用级别而不是仅仅在硬件级别运行，所以它提供Paas产品通用的一些功能，如：部署、扩展、负载均衡、日志记录、监控等。可是K8s不是单一的，默认是可选和可插拔的。
K8s也不只仅是一个编排系统，它消除了编排的须要，编排表明工做流的执行为从A到B，而后到C，相反，K8s是包括一套独立、可组合的控制过程，经过声明式语法使其连续地朝向指望状态驱动当前状态，不须要告诉它具体的从A到C的过程，只须要告诉到C的状态便可，也不须要集中控制，这使得系统更易于使用，而且强大，更具备弹性和扩展性。
2、K8s架构
一、总体架构
3、常见组件
请见图示1：分别包含一、二、三、4
一、master：
Kubernetes管理节点
二、apiserver：
提供接口服务，用户经过apiserver来管理整个容器集群平台。API Server负责和Etcd交互（其余组件不会直接操做etcd，只有API Server这么作），整个Kubernetes集群的全部交互都是以API server为核心的。如：一、全部对集群进行的查询和管理都要经过API来进行；二、全部模块之间并不会互相调用，而是经过和API Server打交道来完成本身那部分的工做、API Server提供的验证和受权保证了整个集群的安全
三、scheduler Kubernetes 调度服务：
四、Replication Controllers 复制：
保证pod的高可用
Replication Controller是Kubernetes系统中最有用的功能，实现复制多个Pod副本，每每一个应用须要多个Pod来支撑，而且能够保证其复制的副本数，即便副本所调度分配的宿主机出现异常，经过Replication Controller 能够保证在其它宿主机启用同等数量的Pod。Replication Controller 能够经过repcon模板来建立多个Pod副本，一样也能够直接复制已存在Pod，须要经过Label selector来关联
请见图示2：包含五、六、七、8
五、minion：
真正运行容器container的物理机。Kubernets中须要不少minion集群，来提供运算
六、container：
容器，能够运行服务和程序
七、Pod：
Kubernetes系统中，调度的最小颗粒不是单纯的容器，而是抽象成一个Pod，Pod是一个能够被建立、销毁、调度、管理的最小部署单元。pod中能够包括一个或一组容器。
pod：豆荚的意思，以下图示理解pod及容器实例：
八、Kube_prox 代理：
作端口转发，至关于LVS-NAT模式中的复制调度器
Proxy解决了同一宿主机，相同服务端口冲突的问题，还提供了对外服务的能力，Proxy后端使用了随机、轮询负载均衡算法。
九、etcd：
存储Kubernetes的配置信息，能够理解为K8s数据库，存储这K8s容器平台全部节点、pods、网络等信息
十、services：
services是Kunbernetes最外围的单元，经过虚拟一个访问IP及服务端口，能够访问咱们定义好的Pod资源。目前的版本是经过iptables的nat转发来实现，钻发的目标端口为Kube_proxy生成的随机端口。
十一、Lables标签：
Lables是用于区分Pod、Service、Replication Controller的key/value键值对，仅使用在Pod、Service、Replication Controller之间的关系识别，但对这些单元自己进行操做时得使用name标签。
十二、Deployment部署
Kubernetes Deployment用于更新Pod和Replica Set（下一代的Replication Controller）的方法，能够在Deployment对象中只描述你所指望的理想专题（预期运行状态），Deployment控制器会将如今的实际状态转换成指望的状态。例如，将全部的webapp：v1.0.9升级成webapp：v1.1.0，只须要建立Deployment，Kubernetes会按照Deployment自动进行升级，经过Deployment能够用来建立新的资源
Deployment能够帮咱们实现无人值守的上学，大大下降咱们上线的复杂和风险
1三、Kubelet命令
Kubelet和Kube-proxy都运行在minion节点上
Kube-proxy实现Kubernetes网络相关内容
Kubelet命令管理pod、pod中容器机让其的镜像和卷等信息
1四、总结：各组件之间的关系
1）、kubernetes由一个master和多个minion组成，master经过api提供服务接收kubectl的请求来调度管理集群，kubectl是k8s平台的一个管理命令
2）、Replication controller定义了多个pod或者容器须要运行，若是当前集群中运行的pod或容器达不到配置的数量，replication controller会调度容器在多个minion上运行，保证集群中的pod数量
3）、service则定义真实对外提供的服务，一个service会对应后端运行的多个container。
4）、Kubernetes是一个管理平台，minion上的kube-proxy拥有提供真实服务公网IP，客户端访问K8S中提供的服务，是直接访问到kube-proxy上的。
5）、在kubernetes中pod是一个基本单元，一个pod能够是提供相同功能的多个container，这些容器会被部署在同一个minion上，minion是运行Kubelet中容器的物理机，minion介绍master的指令建立pod或者容器。
参考：互联网内容
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部署：请见Kubernetes2-K8s的集群部署
kubectl:请见Kubernetes3-kubectl管理Kubernetes容器平台-1
kubectl:请见Kubernetes3-kubectl管理Kubernetes容器平台-2