Kubernetes容器集群管理概念篇(一)

Kubernetes介绍

　　　　Kubernetes是Google在2014年6月开源的一个容器集群管理系统，使用Go语言开发，Kubernetes也叫K8S。
　　K8S是Google内部一个叫Borg的容器集群管理系统衍生出来的，Borg已经在Google大规模生产运行十年之久。
　　K8S主要用于自动化部署、扩展和管理容器应用，提供了资源调度、部署管理、服务发现、扩容缩容、监控等一整套功能。
　　2015年7月，Kubernetes v1.0正式发布，截止到2018年1月27日最新稳定版本是v1.9.2。
　　Kubernetes目标是让部署容器化应用简单高效。

官方网站：www.kubernetes.io

 

Kubernetes 主要功能：

• 数据卷

　　　　pod中容器之间共享数据，能够使用数据卷

• 应用程序健康检查

　　　　容器内服务可能进程堵塞没法处理请求，能够设置监控检查策略保证应用健康性。

• 复制应用程序实例

　　　　控制器维护着pod副本数量，保证一个pod或一组同类的pod数据始终可用

• 弹性伸缩

　　　　根据设定的指定(cpu利用率) 自动缩放pod副本数

• 服务发现

　　　　使用环境变量或DNS服务插件保证容器中的程序发现pod入口访问地址.

• 负载均衡

　　　　一组pod副本分配一个私有的集群IP地址，负载均衡转发请求到后端容器。在集群内部其它pod可经过这个clusterIP访问应用。

• 滚动更新

　　　　更新服务不中断，一次更新一个pod，而不是同时删除整个服务。

• 服务编排

　　　　经过文件描述部署服务，使得应用程序部署变得更高效

• 资源监控

　　　　Node节点组件集成cAdvisor资源收集工具，可经过heapster汇总整个集群节点资源数据。而后存储到InfluxDB时序数据库，再由Grafana展现

• 提供认证和受权

　　　　支持角色访问控制（RBAC）认证受权等策略

 

基本对象:

• Pod

　　　　Pod是最小部署单元，一个pod有一个或多个容器组成，pod中容器共享存储和网络，在同一台docker主机上运行。

• Service

　　　　Service一个应用服务抽象，定义了pod逻辑集合和访问这个pod集合的策略

　　　　Service代理Pod集合对外表现是为一个访问入口，分配一个集群IP地址，来自这个IP的请求将负载均衡转发后端Pod中的容器。

　　　　Service经过lable selector选择一组pod提供服务

• Volume

　　　　数据卷，共享pod中容器使用的数据。

• Namespace

　　　　命名空间将对象逻辑上分配到不一样Namespace，能够是不一样的项目，用户等区分管理，并设定控制策略，

• Lable

　　　　标签用于区分对象(好比Pod，Service)，键/值对存在，每一个对象能够有多个标签，经过标签关联对象

 

基于基本对象更高层次抽象：

• ReplicaSet

　　　下一代Replication Controller。确保任何给定时间指定的Pod副本数量，并提供声明式更新等功能。

　　　RC与RS惟一区别就是lable selector支持不一样，RS支持新的基于集合的标签，RC仅支持基于等式的标签。

• Deployment

　　　　Deployment是一个更高层次的API对象，它管理ReplicaSets和Pod，并提供声明式更新等功能。

　　　　官方建议使用Deployment管理ReplicaSets，而不是直接使用ReplicaSets，这就意味着可能永远不须要直接操做ReplicaSet对象。

• StatefulSet

　　　　StatefulSet适合持久性的应用程序，有惟一的网络标识符（IP），持久存储，有序的部署、扩展、删除和滚动更新。

• DaemonSet

　　　　DaemonSet确保全部（或一些）节点运行同一个Pod。当节点加入Kubernetes集群中，Pod会被调度到该节点上运行，当节点从集群中移除时，DaemonSet的Pod会被删　除。删除DaemonSet会清理它全部建立的Pod。

• Job

　　　　一次性任务，运行完成后Pod销毁，再也不从新启动新容器。还能够任务定时运行。

 

系统架构及组件功能

Master组件:

• kube-apiserver

　　　　k8s API，集群的统一入口，各组件协调者，以HTTP API提供接口服务，全部对象资源的增删改查和监听操做都交给APIServer处理后再提交给Etcd存储。

• kue-controller-manager 

　　　　处理集群中常规后台任务，一个资源对应一个控制器，而ControllerManager就是负责管理这些控制器的

• kube-scheduler

　　　　根据调度算法为新建立的pod选择一个Node节点

Node组件：

• kubelet

　　　　kubelet是Master在Node节点上的Agent，管理本机运行容器的生命周期，好比建立容器，Pod挂载数据卷

　　　　下载secret、获取容器和节点状态等工做。kubelet将每一个pod转换成一组容器。

• kube-proxy

　　　　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做

• docker或rocket/rkt

　　　　运行容器

第三方服务:

• etcd

　　　　分布式键值存储系统。用于保持集群状态，好比pod,service等对象信息。