k8s 的介紹

k8s 的介紹
容器化相對于傳統虛擬化優勢
選擇docker容器部署要使用k8s的原因
k8s Master節點和Node節點各個節點組件間的關系
?Master節點組件介紹
Node節點組件介紹
k8s 核心概念
? ??1. Deployment :
? ??2. Service:
? ??3. Namespace:
? ??4. Label:
? ??5. Label選擇器:
? ??6. Annotation:
? ??7. Ingress:

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容器化相對于傳統虛擬化優勢

如果要選擇Kubernetes ，首先就需要知道為什么會選擇容器化。

? ? 傳統方式是將所有應用直接部署在同一個物理機器節點上，這樣每個App的依賴都是完全相同的，無法做到App之間隔離，當然，為了隔離，我們也可以通過創建虛擬機的方式來將App部署到其中，但這樣太過繁重，移植性太差，故比虛擬機更輕便的Docker技術出現，現在我們通過部署Container容器的技術來部署應用，全部Container運行在容器引擎上即可。
? ? 既然嫌棄虛擬機繁重，移植性太差，想用Docker，那好，你用吧，怎么用呢？手動一個一個創建？當然不，故ks8技術便出現了，以Kubernetes 為代表的容器集群管理系統，這時候就該上場表演了。

選擇docker容器部署要使用k8s的原因

k8s 全稱Kubernetes（以下簡稱k8s，k和s之間有8個字母)，是Google 開源的容器管理系統，可以實現容器集群的自動化部署、自動擴縮容、維護等功能。

k8s作為容器編排調度引擎 ，能夠相比沒有這個一個平臺有如下好處：

（1） 簡化應用部署
（2）提高硬件資源利用率
（3）健康檢查和自修復
（4）自動擴容縮容
（5）服務發現和負載均衡

Kubernetes Master節點和Node節點各個節點組件間的關系

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Master節點組件介紹

Kubernetes 中Master指的是集群控制節點，每個Kubernetes 集群中有一個master節點負載整個集群的管理和和控制，基本Kubernetes 的所有控制命令都發給它，它負責具體執行過程，我們命令都是在master節點上運行的。

**api server：**負責對外提供restful的Kubernetes API服務，提供了資源操作的唯一入口，并提供認證、授權、訪問控制、API 注冊和發現等機制。我們操作kubectl 和其他Master組件都通過調用api server提供的rest接口實現各自的功能，如controller就是通過api server來實時監控各個資源的狀態的。

**etcd：**是 Kubernetes 提供的一個高可用的鍵值數據庫，用于保存集群所有的網絡配置和資源對象的狀態信息，也就是保存了整個集群的狀態。數據變更都是通過api server進行的。整個kubernetes系統中一共有兩個服務需要用到etcd用來協同和存儲配置，分別是：
1）網絡插件flannel，其它網絡插件也需要用到etcd存儲網絡的配置信息；
2）kubernetes本身，包括各種資源對象的狀態和元信息配置。

**scheduler：**監聽新建pod副本信息，并通過調度算法為該pod選擇一個最合適的Node節點。會檢索到所有符合該pod要求的Node節點，執行pod調度邏輯。調度成功之后，會將pod信息綁定到目標節點上，同時將信息寫入到etcd中。一旦綁定，就由Node上的kubelet接手pod的接下來的生命周期管理。Kubernetes目前提供了調度算法，但是同樣也保留了接口，用戶可以根據自己的需求定義自己的調度算法。

**controller manager：**負責維護集群的狀態，比如故障檢測、自動擴展、滾動更新等。每個資源一般都對應有一個控制器，這些controller通過api server實時監控各個資源的狀態，controller manager就是負責管理這些控制器的。當有資源因為故障導致狀態變化，controller就會嘗試將系統由“現有狀態”恢復到“期待狀態”，保證其下每一個controller所對應的資源始終處于期望狀態。比如我們通過api server創建一個pod，當這個pod創建成功后，api server的任務就算完成了。其中一個pod出現問題，controller會自動恢復創建新的pod。

Node節點組件介紹

除了Master,k8s 集群中其他機器被稱為node節點，node節點才是k8s集群中中工作負載節點，每個node節點都會被Master節點分配工作負載。當某個node宕機是，其上工作被Master分配到其他節點上去。

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kubelet:?會監視已分配給節點的pod，負責pod的生命周期管理，同時與Master密切協作，維護和管理該Node上面的所有容器，實現集群管理的基本功能。即Node節點通過kubelet與master組件交互，可以理解為kubelet是Master在每個Node節點上面的agent。本質上，它負責使Pod的運行狀態與期望的狀態一致。

kube-proxy:?是實現service的通信與負載均衡機制的重要組件，將到service的請求轉發到后端的pod上。

docker-engine(docker):?是負責容器的創建和管理工作。

Pod:?最小部署單元，一個Pod 有一個或多個容器組成，容器中共享存儲和網絡，在同一臺docker主機上運行。

之所以采用pod作為k8s的最小部署單元是：

原因一：在一組容器相互關聯的情況下，我們難以對整體進行檢點判斷及恢復等操作。比如一個容器死亡了，不知道是否影響整體的運行。如果引入pod引入業務無關的Pause容器作為pod的根容器，以他的狀態代表容器組的狀態。

原因二：pod里面多個容器共享pause的容器IP，共享容器掛接的volume，簡化了管理密切業務容器直接的通信和文件共享問題。

K8S 核心概念

1. Deployment :

定義：
? ? ? Deployment 的主要功能是保證Pod的數量、健康，彈性收縮等、回滾功能（當升級 pod 鏡像或者相關參數的時候，如果有錯誤，可以回滾到上一個穩定版本），版本記錄（每一次對 Deployment 的操作都能保存下來）。暫停和啟動（升級的時候，能隨時暫停和啟動）。
場景：

• 使用Deployment來創建ReplicaSet。ReplicaSet在后臺創建pod。檢查啟動狀態，看它是成功還是失敗。
• 然后，通過更新Deployment的PodTemplateSpec字段來聲明Pod的新狀態。這會創建一個新的ReplicaSet，Deployment會按照控制的速率將pod從舊的ReplicaSet移動到新的ReplicaSet中。
• 如果當前狀態不穩定，回滾到之前的Deployment revision。每次回滾都會更新Deployment的revision。
• 擴容Deployment以滿足更高的負載。
• 暫停Deployment來應用PodTemplateSpec的多個修復，然后恢復上線。
• 根據Deployment 的狀態判斷上線是否hang住了。
• 清除舊的不必要的 ReplicaSet。

2. Service:

定義：
? ? ? Pod存在生命周期，有銷毀，有重建，無法提供一個固定的訪問接口給客戶端，存在生命周期，屬于不可再生類組件。而在動態和彈性的管理模式下，Service為該類Pod對象提供了一個固定、統一的訪問接口和負載均衡能力。

3. Namespace:

定義：
? ? ??Kubernetes可以使用Namespaces（命名空間）創建多個虛擬集群。
說明：
? ? ?用于實現多租戶的資源隔離。Namespace通過集群內部的資源對象“分配”到不同的Namespace中，形成邏輯上分組不同的項目、小組或用戶組，從而使不同的分組在共享整個集群的資源，同時還能被k8s分別管理。
場景：
? ? ? 當團隊或項目中具有許多用戶時，可以考慮使用Namespace來區分，a如果是少量用戶集群，可以不需要考慮使用Namespace，如果需要它們提供特殊性質時，可以開始使用Namespace。

4. Label:

定義：
? ? ?Labels其實就一對 key/value ，被關聯到對象上，標簽的使用我們傾向于能夠標示對象的特殊特點，并且對用戶而言是有意義的（就是一眼就看出了這個Pod是尼瑪數據庫），但是標簽對內核系統是沒有直接意義的。標簽可以用來劃分特定組的對象（比如，所有女的），標簽可以在創建一個對象的時候直接給與，也可以在后期隨時修改，每一個對象可以擁有多個標簽，但是，key值必須是唯一的
說明：
? ? ??通過Label進行對象弱關聯，靈活地分類和選擇不同服務或業務，讓用戶根據自己特定的組織結構以松耦合方式進行服務部署。Label是一對KV，對用戶而言非常有意義的，但對K8S本身而言沒有直接意義的。Label可以在創建對象時指定，也可以在后期修改，每個對象可以擁有多個標簽，但key值必須是唯一的。

5. Label選擇器:

定義：

? ? ? 與Name和UID?不同，標簽不需要有唯一性。一般來說，我們期望許多對象具有相同的標簽。

通過標簽選擇器（Labels Selectors），客戶端/用戶 能方便辨識出一組對象。標簽選擇器是kubernetes中核心的組成部分。

6. Annotation:

定義：

? ? ? 可以使用Kubernetes Annotations將任何非標識metadata附加到對象。客戶端（如工具和庫）可以檢索此metadata。

說明：
? ? ? Annotation與Label類似，也使用key/value鍵值對的形式進行定義。

? ? ?Label具有嚴格的命名規則，它定義的是Kubernetes對象的元數據（Metadata），并且用于Label Selector。

? ? ? Annotation 則是用戶任意定義的“附加”信息，以便于外部工具進行查找。

? ? ? 可以使用Labels或Annotations將元數據附加到Kubernetes對象。Labels 可用于選擇對象并查找滿足某些條件的對象集合。相比之下，Annotations不用于標識和選擇對象。

場景：

? ? ? 日志庫、監控庫、分析庫等資源庫的地址信息；

? ? ? 程序調試工具信息，例如工具名稱、版本號等；

? ? ? 團隊的聯系信息，例如電話號碼、負責人名稱、網址等。

7. Ingress:

? ? 可以給Ingress配置提供外部可訪問的URL、負載均衡、SSL、基于名稱的虛擬主機等。用戶通過POST Ingress資源到API server的方式來請求ingress

總結

以上是生活随笔為你收集整理的k8s 基础介绍及概念的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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