k8s简单认识

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 又被称为k8s 是谷歌开源的号称包含了谷歌15年的运维的经验(是google Borg的一个开源版)。目标是让部署容器化的 应用简单并且高效（powerful）,Kubernetes 提供了应用部署，规划，更新，维护的一种机制。简单的说是大规模管理容器的一个工具,支持自动部署，扩缩容等功能是一个分布式的系统支撑平台。

2015年，谷歌联合20多家公司一起建立了CNCF（Cloud Native ComputingFoundation，云原生计算基金会）而k8s是第一个加入CNCF的项目。

官网链接: https://kubernetes.io/

主要的核心功能:

  1. 自动装箱

    基于容器对应用环境的资源配置自动部署容器

  2. 自我修复

    容器失败的时候重启，节点有问题的时候会重新进行调度

    某一个容器出现了问题，能够自动将容器重启或删除

  3. 水平拓展

​ 通过简单的命令，ul 或cpu负载情况，对应用进行扩容或缩容

​ 当遇到服务压力变大或变小的时候，通过简单的命令或配置完成服务的横向拓展，不停机的情况下增加机器或减少机器。

  1. 服务发现

    内部实现了一套服务和发现机制，能够基于k8s自身实现服务与发现机制

  2. 滚动更新

    根据应用的变化，对容器运行的应用进行一次性或批量的更新。

    可以不停机的进行更新服务

  3. 版本回退

    根据应用的部署情况，对应用容器运行的应用进行历史版本的回退.

  4. 秘钥和配置管理

    不需要重新构建镜像的情况下，可以部署和更新秘钥和应用的配置，类似热部署

  5. 存储编排

    自动实现存储系统挂载和应用，特别对有状态应用实现数据持久化特别重要，存储系统可以来自网络 ，或本地存储 等

  6. 批处理

    提供一次性服务，定时任务，满足批量数据处理和分析的场景

k8s 核心架构图

Kubernetes中运行的机器中分为一个master 和一些node,称为 master 节点和kube node 节点.

kube master 节点 负责核心的调度，管理和运维，salve节点执行用户的程序

主节点称为 master node 或 head node， 从节点称为work node 或node;

每一个节点都对应着是一台机器，当然一个机器也可以即是 master 节点，又是work 节点，但是一般不推荐；

Api Server

api server 负责接受所有的请求，包括用户通过命令行输入的或web页面输入的。接收到命令后通知其他组件去干活;

scheduler

k8s 的所有的work node的调度器，当执行对应的任务的时候，由scheduler 来选择合适的节点去执行。

controller manager

k8s 的所有的work node 监控器;

controller manager 有需要具体的controller，比如 node controller ，service controller ,volume controller 等。

controller 负责监控和调整在work node 上部署的服务的状态。

etcd

k8s 的配置信息和部署信息等都存储在etcd中

kubelet

每个worknode 上都有一个kubelet ,用来收集worknode 上的相关信息，并定时发送给work node，同时接受来自master node 的指令采取措施，负责所有容器的启动停止保证节点的工作正常。

kube-proxy

网络代理，负责node 在k8s的网络通讯，以及对外部网络流量的负载均衡.

container runtime

安装了容器化所需的软件环境确保容器化程序能够跑起来，比如安装了docker engine 运行环境。

master 的节点主要是管理者和调度，统筹的功能，而其他的工作节点只是接收master发出的命令运行执行容器等操作。

大致的执行流程说明:

我们在master节点执行一条命令要master部署一个nginx应用(kubectl create

deployment nginx –image=nginx)

这条命令首先发到master节点的网关api server，这是matser的唯一入口

api server讲命令请求交给controller mannager进行控制

controller mannager 进行应用部署解析

controller mannager 会生成一次部署信息，并通过api server将信息存入etcd 存储

scheduler调度器通过api server从etcd存储中，拿到要部署的应用，开始调度

看哪个节点有资源适合部署

scheduler把计算出来的调度信息通过api server再放到etcd中

每一个node节点的监控组件kubelet，随时和master保持联系（给api-server发

送请求不断获取最新数据），拿到master节点存储在etcd中的部署信息

假设node2的kubelet拿到部署信息，显示他自己节点要部署某某应用

kubelet就自己run一个应用在当前机器上，并随时给master汇报当前应用的状

态信息

node和master也是通过master的api-server组件联系的

每一个机器上的kube-proxy能知道集群的所有网络，只要node访问别人或者别

人访问node，node上的kube-proxy网络代理自动计算进行流量转发

服务

服务很好理解，比如要启动一个mysql 那么mysql就是一个服务。

对于每个服务对象 都有一个唯一的名字，拥有一个虚拟Ip和端口号。

在真实环境中一个服务一般是有多个的，比如web 服务，假设有10个web服务，会被部署到不同的容器中，而k8s 提供了特定的地址可以访问到其中的一个服务。服务是容器中抽象的最小的单位

pod

相当于逻辑主机，用来托管应用程序。包含一个或多个应用程序容器，以及这些容器的共享资源(存储，网络，共享信息等),一个工作节点上是有多个pod，而一个pod中有多个运行的容器。

其中一个pod 中有一个 Pause 容器，其他容器为业务容器,业务容器共享Pause容器的网络栈和Volume挂载卷，因此它们之间的通信和数据交换更为高效。

deployment

deployment 负责创建和更新应用程序的实例，创建deployment 后，master 将应用程序实例调度各个节点上。如果对应的实例被删除，那么会将实例替换成另一个节点上的实例。

K8s 和docker的关系

docker 是一个开源的应用容器引擎。主要的功能就是容器化技术。

而k8s是为了解决大规模容器服务管理复杂化问题的，并不仅仅指docker。k8s管理的容器可以是docker 也可以是其他的容器，比如 Docker、Containerd、CRI-O和frakti 。

在k8s创建之初，支持的容器引擎是docker ，而从 1.5版本后，就加入了容器运行时的插件Api，也就是CRI(container Runtime Interface),提供了容器的接口拓展能力，

也使k8s支持更多的容器引擎成为可能。