1.简介

一、介绍

K8S主要讲的就是Kubernetes，首先Kubernetes首字母为K，末尾为s，中间一共有8个字母，所以简称K8s

二、前置知识

• Linux操作系统
• Docker

三、课程简介

• K8s概念和架构

• 从零搭建K8s集群

  • 基于客户端工具kubeadm搭建（简单，最多半小时）
  • 基于二进制包方式（能看到内部的架构）

• K8s核心概念

  • Pod：K8s管理的最小单位级，是所有业务类型的基础
  • Controller：控制器，有状态，无状态，一次任务，定时任务，守护进程
  • Service Ingress：对外暴露端口
  • RBAC：安全机制，权限模型
  • Helm：下载机制
  • 持久化存储

• 搭建集群监控平台系统

• 从零搭建高可用K8s集群

• 在集群环境部署项目

四、K8S概念和特性

4.1 概述

kubernetes，简称K8s，是用8 代替8 个字符“ubernete”而成的缩写。是一个开源的，用于管理云平台中多个主机上的容器化的应用，Kubernetes 的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。

传统的应用部署方式是通过插件或脚本来安装应用。这样做的缺点是应用的运行、配置、管理、所有生存周期将与当前操作系统绑定，这样做并不利于应用的升级更新/回滚等操作，当然也可以通过创建虚拟机的方式来实现某些功能，但是虚拟机非常重，并不利于可移植性。

新的方式是通过部署容器方式实现，每个容器之间互相隔离，每个容器有自己的文件系统，容器之间进程不会相互影响，能区分计算资源。相对于虚拟机，容器能快速部署，由于容器与底层设施、机器文件系统解耦的，所以它能在不同云、不同版本操作系统间进行迁移。

容器占用资源少、部署快，每个应用可以被打包成一个容器镜像，每个应用与容器间成一对一关系也使容器有更大优势，使用容器可以在build 或release 的阶段，为应用创建容器镜像，因为每个应用不需要与其余的应用堆栈组合，也不依赖于生产环境基础结构，这使得从研发到测试、生产能提供一致环境。类似地，容器比虚拟机轻量、更“透明”，这更便于监控和管理。

Kubernetes 是Google 开源的一个容器编排引擎，它支持自动化部署、大规模可伸缩、应用容器化管理。在生产环境中部署一个应用程序时，通常要部署该应用的多个实例以便对应用请求进行负载均衡。在Kubernetes 中，我们可以创建多个容器，每个容器里面运行一个应用实例，然后通过内置的负载均衡策略，实现对这一组应用实例的管理、发现、访问，而这些细节都不需要运维人员去进行复杂的手工配置和处理。

总结：

• K8s是谷歌在2014年开业的容器化集群管理系统
• 使用k8s进行容器化应用部署
• 使用k8s利于应用扩展
• k8s目标实施让部署容器化应用更加简洁和高效

4.2 K8S概述

Kubernetes 是一个轻便的和可扩展的开源平台，用于管理容器化应用和服务。通过Kubernetes 能够进行应用的自动化部署和扩缩容。在Kubernetes 中，会将组成应用的容器组合成一个逻辑单元以更易管理和发现。Kubernetes 积累了作为Google 生产环境运行工作负载15 年的经验，并吸收了来自于社区的最佳想法和实践。

4.3 K8S功能

4.3.1 自动装箱

基于容器对应用运行环境的资源配置要求自动部署应用容器

4.3.2 自我修复(自愈能力)

当容器失败时，会对容器进行重启

当所部署的Node 节点有问题时，会对容器进行重新部署和重新调度

当容器未通过监控检查时，会关闭此容器直到容器正常运行时，才会对外提供服务

4.3.3 水平扩展

通过简单的命令、用户UI 界面或基于CPU 等资源使用情况，对应用容器进行规模扩大或规模剪裁

当我们有大量的请求来临时，我们可以增加副本数量，从而达到水平扩展的效果

4.3.4 服务发现

用户不需使用额外的服务发现机制，就能够基于Kubernetes 自身能力实现服务发现和负载均衡

对外提供统一的入口，让它来做节点的调度和负载均衡， 相当于微服务里面的网关？

4.3.5 滚动更新

可以根据应用的变化，对应用容器运行的应用，进行一次性或批量式更新

添加应用的时候，不是加进去就马上可以进行使用，而是需要判断这个添加进去的应用是否能够正常使用

4.3.6 版本回退

可以根据应用部署情况，对应用容器运行的应用，进行历史版本即时回退

类似于Git中的回滚

4.3.7 密钥和配置管理

在不需要重新构建镜像的情况下，可以部署和更新密钥和应用配置，类似热部署。

4.3.8 存储编排

自动实现存储系统挂载及应用，特别对有状态应用实现数据持久化非常重要 存储系统可以来自于本地目录、网络存储(NFS、Gluster、Ceph 等)、公共云存储服务

4.3.9 批处理

提供一次性任务，定时任务；满足批量数据处理和分析的场景

五、K8S架构组件

5.1 完整架构图

5.2 架构细节

K8S架构主要包含两部分：Master（主控节点）和 node（工作节点）

k8s 集群控制节点，对集群进行调度管理，接受集群外用户去集群操作请求；

• master：主控节点
  • API Server：集群统一入口，以restful风格进行操作，同时交给etcd存储
  • scheduler：节点的调度，选择node节点应用部署
  • controller-manager：处理集群中常规后台任务，一个资源对应一个控制器
  • etcd：存储系统，用于保存集群中的相关数据
• Work node：工作节点
  • Kubeelet：master派到node节点代表，管理本机容器
  • kube-proxy：提供网络代理，负载均衡等操作
  •  

六、K8S核心概念

6.1 Pod

• Pod是K8s中最小的单元
• 一组容器的集合
• 共享网络
• 生命周期是短暂的（服务器重启后，就找不到了）

6.2 Controller

• 确保预期的pod副本数量
• 无状态应用部署
  • 无状态就是指，不需要依赖于网络或者ip
• 有状态应用部署
  • 有状态需要特定的条件
• 确保所有的node运行同一个pod
• 一次性任务和定时任务

6.3 Service

• 定义一组pod的访问规则