了解K8S
一、什么是K8S？干什么的？
k8s全称（kubernetes），是一个全新的基于容器技术的分布式架构解决方案。简单来说就是一个docker容器管理工具，适合跑微服务架构。
假如在微服务，你有100万用户，是不是起码得100台云主机？100台云主机你怎么部署？运行着 ，主机停电死掉了，你怎么知道哪些死掉了？停机上的主机的服务是不是要移动到正常的主机上？100台主机的运维 K8S就诞生了！那么100台主机对于操作的人来说，也就相当于1台主机。
一开始只有docker，因为有docker才有k8s，k8s特点就是所有主机上都装上docker，然后用k8s把这些连接起来。
二、k8s的核心功能
- 自愈: 重新启动失败的容器，在节点不可用时，替换和重新调度节点上的容器，对用户定义的健康检查不响应的容器会被中止，并且在容器准备好服务之前不会把其向客户端广播。
- 弹性伸缩: 通过监控容器的cpu的负载值,如果这个平均高于80%,增加容器的数量,如果这个平均低于10%,减少容器的数量。
- 服务的自动发现和负载均衡: 不需要修改您的应用程序来使用不熟悉的服务发现机制，Kubernetes 为容器提供了自己的 IP 地址和一组容器的单个 DNS 名称，并可以在它们之间进行负载均衡。
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滚动升级和一键回滚: Kubernetes 逐渐部署对应用程序或其配置的更改，同时监视应用程序运行状况，以确保它不会同时终止所有实例。 如果出现问题，Kubernetes会为您恢复更改，利用日益增长的部署解决方案的生态系统。
三、k8s架构
k8s 集群的架构，从左到右，分为两部分，第一部分是 Master 节点（也就是图中的 Control Plane），第二部分是 Node 节点。
Master 节点一般包括四个组件，apiserver、scheduler、controller-manager、etcd，他们分别的作用：
- Apiserver:上连其余组件，下接ETCD，提供各类 api 处理、鉴权，和 Node 上的 kubelet 通信等，只有 apiserver 会连接 ETCD；
- Scheduler:调度，打分，分配资源；
- Controller-manager:控制各类 controller，通过控制器模式，致力于将当前状态转变为期望的状态；
- Etcd:整个集群的数据库，也可以不部署在 Master 节点，单独搭建。
Node 节点一般也包括三个组件，docker，kube-proxy，kubelet，他们分别作用：
- Docker：具体跑应用的载体；
- Kubelet：agent，负责管理容器的生命周期；
- Kube-proxy：主要负责网络的打通，早期利用 iptables，现在使用 ipvs技术。
总结一下就是 k8s 集群是一个由两部分组件 Master 和 Node 节点组成的架构，其中 Master 节点是整个集群的大脑，Node 节点来运行 Master 节点调度的应用。
四、核心概念
1、Pod
Pod 是 K8S 中最重要也是最基本的概念，Pod 是最小的部署单元，是一组容器的集合。每个 Pod 都由一个特殊的根容器 Pause 容器，以及一个或多个紧密相关的用户业务容器组成。
Pause 容器作为 Pod 的根容器，以它的状态代表整个容器组的状态。K8S 为每个 Pod 都分配了唯一的 IP 地址，称之为 Pod IP。Pod 里的多个业务容器共享 Pause 容器的IP，共享 Pause 容器挂载的 Volume。
2、Label
标签，附加到某个资源上，用于关联对象、查询和筛选。一个 Label 是一个 key=value 的键值对，key 与 value 由用户自己指定。Label 可以附加到各种资源上，一个资源对象可以定义任意数量的 Label，同一个 Label 也可以被添加到任意数量的资源上。
我们可以通过给指定的资源对象捆绑一个或多个不同的 Label 来实现多维度的资源分组管理功能，以便于灵活、方便地进行资源分配、调度、配置、部署等工作。
K8S 通过 Label Selector（标签选择器）来查询和筛选拥有某些 Label 的资源对象。Label Selector 有基于等式（ name=label1 ）和基于集合（ name in (label1, label2) ）的两种方式。
3、ReplicaSet（RC）
ReplicaSet 用来确保预期的 Pod 副本数量，如果有过多的 Pod 副本在运行，系统就会停掉一些 Pod，否则系统就会再自动创建一些 Pod。
我们很少单独使用 ReplicaSet，它主要被 Deployment 这个更高层的资源对象使用，从而形成一整套 Pod 创建、删除、更新的编排机制。
4、Deployment
5、Horizontal Pod Autoscaler（HPA）
HPA 为 Pod 横向自动扩容，也是 K8S 的一种资源对象。HPA 通过追踪分析 RC 的所有目标 Pod 的负载变化情况，来确定是否需要针对性调整目标 Pod 的副本数量。
6、Service
Service 定义了一个服务的访问入口，通过 Label Selector 与 Pod 副本集群之间“无缝对接”，定义了一组 Pod 的访问策略，防止 Pod 失联。
创建 Service 时，K8S会自动为它分配一个全局唯一的虚拟 IP 地址，即 Cluster IP。服务发现就是通过 Service 的 Name 和 Service 的 ClusterIP 地址做一个 DNS 域名映射来解决的。
7、Namespace
命名空间，Namespace 多用于实现多租户的资源隔离。Namespace 通过将集群内部的资源对象“分配”到不同的Namespace中，形成逻辑上分组的不同项目、小组或用户组。
K8S 集群在启动后，会创建一个名为 default 的 Namespace，如果不特别指明 Namespace，创建的 Pod、RC、Service 都将被创建到 default 下。
当我们给每个租户创建一个 Namespace 来实现多租户的资源隔离时，还可以结合 K8S 的资源配额管理，限定不同租户能占用的资源，例如 CPU 使用量、内存使用量等。
五、k8s主要有哪些应用？
在您生产环境中面向云应用开发时使用 Kubernetes 的主要优势在于，它提供了一个便捷有效的平台，让您可以在物理机和虚拟机集群上调度和运行容器。更广泛一点说，它可以帮助您在生产环境中，完全实施并依托基于容器的基础架构运营。由于 Kubernetes 的实质在于实现操作任务自动化，所以您可以将其它应用平台或管理系统分配给您的许多相同任务交给容器来执行。
利用 Kubernetes，您能够达成以下目标：
- 跨多台主机进行容器编排。
- 更加充分地利用硬件，最大程度获取运行企业应用所需的资源。
- 有效管控应用部署和更新，并实现自动化操作。
- 挂载和增加存储，用于运行有状态的应用。
- 快速、按需扩展容器化应用及其资源。
- 对服务进行声明式管理，保证所部署的应用始终按照部署的方式运行。
- 利用自动布局、自动重启、自动复制以及自动扩展功能，对应用实施状况检查和自我修复。
但是，Kubernetes 需要依赖其它项目来全面提供这些经过编排的服务。因此，借助其它开源项目可以帮助您将 Kubernetes 的全部功用发挥出来。这些功能包括：
- 注册表，通过 Atomic 注册表或 Docker 注册表等项目实现。
- 联网，通过 OpenvSwitch 和智能边缘路由等项目实现。
- 遥测，通过 heapster、kibana、hawkular 和 elastic 等项目实现。
- 安全性，通过 LDAP、SELinux、RBAC 和 OAUTH 等项目以及多租户层来实现。
- 自动化，参照 Ansible 手册进行安装和集群生命周期管理。
- 服务，可通过自带预建版常用应用模式的丰富内容目录来提供。
