啥叫K8s？啥是k8s？

时间 2020-08-01

标签 k8s 繁體版

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转载鹿‘s 最后发布于2018-10-25 16:59:24 阅读数 110154 收藏

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•Kubernetes介绍php

1.背景介绍html

　　云计算飞速发展java

　　　　- IaaSnode

　　　　- PaaSpython

　　　　- SaaSmysql

　　Docker技术日新月异linux

　　　　- 一次构建，处处运行android

　　　　- 容器的快速轻量nginx

　　　　- 完整的生态环境程序员

2.什么是kubernetes

　　首先，他是一个全新的基于容器技术的分布式架构领先方案。Kubernetes(k8s)是Google开源的容器集群管理系统（谷歌内部:Borg）。在Docker技术的基础上，为容器化的应用提供部署运行、资源调度、服务发现和动态伸缩等一系列完整功能，提升了大规模容器集群管理的便捷性。

　　Kubernetes是一个完备的分布式系统支撑平台，具备完备的集群管理能力，多扩多层次的安全防御和准入机制、多租户应用支撑能力、透明的服务注册和发现机制、內建智能负载均衡器、强大的故障发现和自我修复能力、服务滚动升级和在线扩容能力、可扩展的资源自动调度机制以及多粒度的资源配额管理能力。同时Kubernetes提供完善的管理工具，涵盖了包括开发、部署测试、运维监控在内的各个环节。

Kubernetes中，Service是分布式集群架构的核心，一个Service对象拥有以下关键特征：

拥有一个惟一指定的名字
拥有一个虚拟IP（Cluster IP、Service IP、或VIP）和端口号
可以体统某种远程服务能力
被映射到了提供这种服务能力的一组容器应用上

　　Service的服务进程目前都是基于Socket通讯方式对外提供服务，好比Redis、Memcache、MySQL、Web Server，或者是实现了某个具体业务的一个特定的TCP Server进程，虽然一个Service一般由多个相关的服务进程来提供服务，每一个服务进程都有一个独立的Endpoint（IP+Port）访问点，但Kubernetes可以让咱们经过服务链接到指定的Service上。有了Kubernetes内奸的透明负载均衡和故障恢复机制，无论后端有多少服务进程，也无论某个服务进程是否会因为发生故障而从新部署到其余机器，都不会影响咱们队服务的正常调用，更重要的是这个Service自己一旦建立就不会发生变化，意味着在Kubernetes集群中，咱们不用为了服务的IP地址的变化问题而头疼了。

　　容器提供了强大的隔离功能，全部有必要把为Service提供服务的这组进程放入容器中进行隔离。为此，Kubernetes设计了Pod对象，将每一个服务进程包装到相对应的Pod中，使其成为Pod中运行的一个容器。为了创建Service与Pod间的关联管理，Kubernetes给每一个Pod贴上一个标签Label，好比运行MySQL的Pod贴上name=mysql标签，给运行PHP的Pod贴上name=php标签，而后给相应的Service定义标签选择器Label Selector，这样就能巧妙的解决了Service于Pod的关联问题。

　　在集群管理方面，Kubernetes将集群中的机器划分为一个Master节点和一群工做节点Node，其中，在Master节点运行着集群管理相关的一组进程kube-apiserver、kube-controller-manager和kube-scheduler，这些进程实现了整个集群的资源管理、Pod调度、弹性伸缩、安全控制、系统监控和纠错等管理能力，而且都是全自动完成的。Node做为集群中的工做节点，运行真正的应用程序，在Node上Kubernetes管理的最小运行单元是Pod。Node上运行着Kubernetes的kubelet、kube-proxy服务进程，这些服务进程负责Pod的建立、启动、监控、重启、销毁以及实现软件模式的负载均衡器。

　　在Kubernetes集群中，它解决了传统IT系统中服务扩容和升级的两大难题。你只需为须要扩容的Service关联的Pod建立一个Replication Controller简称（RC），则该Service的扩容及后续的升级等问题将迎刃而解。在一个RC定义文件中包括如下3个关键信息。

目标Pod的定义
目标Pod须要运行的副本数量（Replicas）
要监控的目标Pod标签（Label）

　　在建立好RC后，Kubernetes会经过RC中定义的的Label筛选出对应Pod实例并实时监控其状态和数量，若是实例数量少于定义的副本数量，则会根据RC中定义的Pod模板来建立一个新的Pod，而后将新Pod调度到合适的Node上启动运行，知道Pod实例的数量达到预约目标，这个过程彻底是自动化。

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　Kubernetes优点:

　　　　- 容器编排

　　　　- 轻量级

　　　　- 开源

　　　　- 弹性伸缩

　　　　- 负载均衡

•Kubernetes的核心概念

1.Master

　　k8s集群的管理节点，负责管理集群，提供集群的资源数据访问入口。拥有Etcd存储服务（可选），运行Api Server进程，Controller Manager服务进程及Scheduler服务进程，关联工做节点Node。Kubernetes API server提供HTTP Rest接口的关键服务进程，是Kubernetes里全部资源的增、删、改、查等操做的惟一入口。也是集群控制的入口进程；Kubernetes Controller Manager是Kubernetes全部资源对象的自动化控制中心；Kubernetes Schedule是负责资源调度（Pod调度）的进程

2.Node

　　Node是Kubernetes集群架构中运行Pod的服务节点（亦叫agent或minion）。Node是Kubernetes集群操做的单元，用来承载被分配Pod的运行，是Pod运行的宿主机。关联Master管理节点，拥有名称和IP、系统资源信息。运行docker eninge服务，守护进程kunelet及负载均衡器kube-proxy.

每一个Node节点都运行着如下一组关键进程
kubelet：负责对Pod对于的容器的建立、启停等任务
kube-proxy：实现Kubernetes Service的通讯与负载均衡机制的重要组件
Docker Engine（Docker）：Docker引擎，负责本机容器的建立和管理工做

　　Node节点能够在运行期间动态增长到Kubernetes集群中，默认状况下，kubelet会想master注册本身，这也是Kubernetes推荐的Node管理方式，kubelet进程会定时向Master汇报自身情报，如操做系统、Docker版本、CPU和内存，以及有哪些Pod在运行等等，这样Master能够获知每一个Node节点的资源使用状况，冰实现高效均衡的资源调度策略。、

3.Pod

　　运行于Node节点上，若干相关容器的组合。Pod内包含的容器运行在同一宿主机上，使用相同的网络命名空间、IP地址和端口，可以经过localhost进行通。Pod是Kurbernetes进行建立、调度和管理的最小单位，它提供了比容器更高层次的抽象，使得部署和管理更加灵活。一个Pod能够包含一个容器或者多个相关容器。

　　Pod其实有两种类型：普通Pod和静态Pod，后者比较特殊，它并不存在Kubernetes的etcd存储中，而是存放在某个具体的Node上的一个具体文件中，而且只在此Node上启动。普通Pod一旦被建立，就会被放入etcd存储中，随后会被Kubernetes Master调度到摸个具体的Node上进行绑定，随后该Pod被对应的Node上的kubelet进程实例化成一组相关的Docker容器冰启动起来，在。在默认状况下，当Pod里的某个容器中止时，Kubernetes会自动检测到这个问起而且重启这个Pod（重启Pod里的全部容器），若是Pod所在的Node宕机，则会将这个Node上的全部Pod从新调度到其余节点上。

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4.Replication Controller

　　Replication Controller用来管理Pod的副本，保证集群中存在指定数量的Pod副本。集群中副本的数量大于指定数量，则会中止指定数量以外的多余容器数量，反之，则会启动少于指定数量个数的容器，保证数量不变。Replication Controller是实现弹性伸缩、动态扩容和滚动升级的核心。

5.Service

　　Service定义了Pod的逻辑集合和访问该集合的策略，是真实服务的抽象。Service提供了一个统一的服务访问入口以及服务代理和发现机制，关联多个相同Label的Pod，用户不须要了解后台Pod是如何运行。

外部系统访问Service的问题

　　首先须要弄明白Kubernetes的三种IP这个问题

　　　　Node IP：Node节点的IP地址

　　　　Pod IP： Pod的IP地址

　　　　Cluster IP：Service的IP地址

　　首先,Node IP是Kubernetes集群中节点的物理网卡IP地址，全部属于这个网络的服务器之间都能经过这个网络直接通讯。这也代表Kubernetes集群以外的节点访问Kubernetes集群以内的某个节点或者TCP/IP服务的时候，必须经过Node IP进行通讯

　　其次，Pod IP是每一个Pod的IP地址，他是Docker Engine根据docker0网桥的IP地址段进行分配的，一般是一个虚拟的二层网络。

　　最后Cluster IP是一个虚拟的IP，但更像是一个伪造的IP网络，缘由有如下几点

Cluster IP仅仅做用于Kubernetes Service这个对象，并由Kubernetes管理和分配P地址
Cluster IP没法被ping，他没有一个“实体网络对象”来响应
Cluster IP只能结合Service Port组成一个具体的通讯端口，单独的Cluster IP不具有通讯的基础，而且他们属于Kubernetes集群这样一个封闭的空间。

Kubernetes集群以内，Node IP网、Pod IP网于Cluster IP网之间的通讯，采用的是Kubernetes本身设计的一种编程方式的特殊路由规则。

6.Label

　Kubernetes中的任意API对象都是经过Label进行标识，Label的实质是一系列的Key/Value键值对，其中key于value由用户本身指定。Label能够附加在各类资源对象上，如Node、Pod、Service、RC等，一个资源对象能够定义任意数量的Label，同一个Label也能够被添加到任意数量的资源对象上去。Label是Replication Controller和Service运行的基础，两者经过Label来进行关联Node上运行的Pod。

咱们能够经过给指定的资源对象捆绑一个或者多个不一样的Label来实现多维度的资源分组管理功能，以便于灵活、方便的进行资源分配、调度、配置等管理工做。

一些经常使用的Label以下：

版本标签："release":"stable","release":"canary"......
环境标签："environment":"dev","environment":"qa","environment":"production"
架构标签："tier":"frontend","tier":"backend","tier":"middleware"
分区标签："partition":"customerA","partition":"customerB"
质量管控标签："track":"daily","track":"weekly"

　　Label至关于咱们熟悉的标签，给某个资源对象定义一个Label就至关于给它大了一个标签，随后能够经过Label Selector（标签选择器）查询和筛选拥有某些Label的资源对象，Kubernetes经过这种方式实现了相似SQL的简单又通用的对象查询机制。

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　　Label Selector在Kubernetes中重要使用场景以下:

- 　　kube-Controller进程经过资源对象RC上定义Label Selector来筛选要监控的Pod副本的数量，从而实现副本数量始终符合预期设定的全自动控制流程
- 　　kube-proxy进程经过Service的Label Selector来选择对应的Pod，自动创建起每一个Service岛对应Pod的请求转发路由表，从而实现Service的智能负载均衡
- 　　经过对某些Node定义特定的Label，而且在Pod定义文件中使用Nodeselector这种标签调度策略，kuber-scheduler进程能够实现Pod”定向调度“的特性

•Kubernetes架构和组件

　　- 服务分组，小集群，多集群

　　- 服务分组，大集群，单集群

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Kubernetes 组件:

　　Kubernetes Master控制组件，调度管理整个系统（集群），包含以下组件:

　　1.Kubernetes API Server

　　　　做为Kubernetes系统的入口，其封装了核心对象的增删改查操做，以RESTful API接口方式提供给外部客户和内部组件调用。维护的REST对象持久化到Etcd中存储。

　　2.Kubernetes Scheduler

　　　　为新创建的Pod进行节点(node)选择(即分配机器)，负责集群的资源调度。组件抽离，能够方便替换成其余调度器。

　　3.Kubernetes Controller

　　　　负责执行各类控制器，目前已经提供了不少控制器来保证Kubernetes的正常运行。

　　4. Replication Controller

　　　　管理维护Replication Controller，关联Replication Controller和Pod，保证Replication Controller定义的副本数量与实际运行Pod数量一致。

　　5. Node Controller

　　　　管理维护Node，按期检查Node的健康状态，标识出(失效|未失效)的Node节点。

　　6. Namespace Controller

　　　　管理维护Namespace，按期清理无效的Namespace，包括Namesapce下的API对象，好比Pod、Service等。

　　7. Service Controller

　　　　管理维护Service，提供负载以及服务代理。

　　8.EndPoints Controller

　　　　管理维护Endpoints，关联Service和Pod，建立Endpoints为Service的后端，当Pod发生变化时，实时更新Endpoints。

　　9. Service Account Controller

　　　　管理维护Service Account，为每一个Namespace建立默认的Service Account，同时为Service Account建立Service Account Secret。

　　10. Persistent Volume Controller

　　　　管理维护Persistent Volume和Persistent Volume Claim，为新的Persistent Volume Claim分配Persistent Volume进行绑定，为释放的Persistent Volume执行清理回收。

　　11. Daemon Set Controller

　　　　管理维护Daemon Set，负责建立Daemon Pod，保证指定的Node上正常的运行Daemon Pod。

　　12. Deployment Controller

　　　　管理维护Deployment，关联Deployment和Replication Controller，保证运行指定数量的Pod。当Deployment更新时，控制实现Replication Controller和　Pod的更新。

　　13.Job Controller

　　　　管理维护Job，为Jod建立一次性任务Pod，保证完成Job指定完成的任务数目

　　14. Pod Autoscaler Controller

　　　　实现Pod的自动伸缩，定时获取监控数据，进行策略匹配，当知足条件时执行Pod的伸缩动做。

Kubernetes Node运行节点，运行管理业务容器，包含以下组件:

　　1.Kubelet

　　　　负责管控容器，Kubelet会从Kubernetes API Server接收Pod的建立请求，启动和中止容器，监控容器运行状态并汇报给Kubernetes API Server。

　　2.Kubernetes Proxy

　　　　负责为Pod建立代理服务，Kubernetes Proxy会从Kubernetes API Server获取全部的Service信息，并根据Service的信息建立代理服务，实现Service到Pod的请求路由和转发，从而实现Kubernetes层级的虚拟转发网络。

　　3.Docker

　　　　Node上须要运行容器服务

鹿‘s

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bule_sky_fuxing 8个月前你转载也不写个地址？差评查看回复(1)

dimingchan 10个月前不少东西学，不知道怎么学。

北洋的青春 1年前大量的文字容易令人看的疲倦，不如一张图好查看回复(4)

我叫吴桂鑫 1个月前学别人创造的东西，你永远也学不完。由于创造者还在继续创造，而你只能永远在后面追，并且仍是追不上的那种。

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啥叫K8s？啥是k8s？

转载 鹿‘s 最后发布于2018-10-25 16:59:24 阅读数 110154 收藏

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