ASP.NET Core on K8S学习初探（2）K8S基本概念快速一览

本篇已加入《.NET Core on K8S学习实践系列文章索引》，可以点击查看更多容器化技术相关系列文章。

在上一篇《单节点环境搭建》中，通过Docker for Windows在Windows开发机中搭建了一个单节点的K8S环境，接下来就是动人心弦的部署ASP.NET Core API到K8S了。但是，在部署之前，我还是把基本的一些概念快速地简单地不求甚解地过一下。

Section 1 - ASP.NET Core on K8S学习初探（1）K8S单节点环境搭建

Section 2 - ASP.NET Core on K8S学习初探（2）K8S基本概念快速一览

Section 3 - ASP.NET Core on K8S学习初探（3）部署API到K8S

一、K8S集群基本概念

　　（1）集群

　　首先，K8S集群也是需要多台服务器组成，作为容器的编排管理平台，只有一个节点在生产环境是不够的。

　　（2）Node

　　其次，Node作为K8S集群中的工作节点，一个Node可以是VM或物理机，它运行真正的应用程序。

　　K8S中的Node又分为Master和Worker，和Hadoop集群中的NameNode和DataNode类似，简而言之就是一个是负责调度（维护集群状态）的，一个是负责干活（运行容器）的。

　　（3）资源

　　在K8S每个组件（比如Pod，Service等）开放对外暴露的都是一组RESTful API，所以我们所有对于组件的操作都可以通过RESTful API来完成，因此我们可以将其看作是资源。

　　（4）Kubectl

　　Kubectl是一个客户端命令行工具，使用它可以连接K8S集群和进行交互。

　　如下图所示，我们通过kubectl输入命令与远程的K8S集群连接，而这些命令本质是通过调用API访问Master节点提供的API，通过这些API去操作所谓的集群中的“资源”，对这些资源进行创建（POST），修改（PUT），删除（DELETE）等操作。

二、三大核心对象

　　（1）Pod

　　Pod是K8S最基本的操作单元，包含一个或多个紧密相关的容器，一个Pod可以被一个容器化的环境看作是应用层的“逻辑宿主机”；

　　换句话说，在K8S中创建，调度和管理的最小单位就是Pod，而非容器（Container），多个容器之间的挂载是可以共享的，Pod通过提供更高层次的抽象，提供了更加灵活的部署和管理模式；

　　（2）Service

　　Service是一个抽象概念，它定义了逻辑集合下访问Pod组的策略。通过使用Service，我们就可以不用关心这个服务下面的Pod的增加和减少、故障重启等，只需通过Service就能够访问到对应服务的容器，即通过Service来暴露Pod的资源。

　　这样说可能还是有点难懂，举个例子，假设我们的一个服务Service A下面有3个Pod，我们都知道Pod的IP都不是持久化的，重启之后就会有变化。那么Service B想要访问Service A的Pod，它只需跟绑定了这3个Pod的Service A打交道就可以了，无须关心下面的3个Pod的IP和端口等信息的变化。换句话说，就像一个Service Discovery服务发现的组件，你无须关心具体服务的URL，只需知道它们在服务发现中注册的Key就可以通过类似Consul、Eureka之类的服务发现组件中获取它们的URL一样，还是实现了负载均衡效果的URL。

　　（3）Deployment

　　Deployment主要负责Pod的编排，例如我们可以使用下面的yaml文件来创建一个Deployment：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
  labels:
    app: nginx
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.12.2
        ports:
        - containerPort: 80

　　熟悉Docker-Compose的朋友应该对这个yaml不陌生，可以看到Deployment定义了Pod内容，包括Pod数量、更新方式、使用的镜像，资源限制，容器中的映射端口等等。

三、Service的几种类型

　　（1）ClusterIP

　　ClusterIP 服务是 Kubernetes 的默认服务。它给你一个集群内的服务，集群内的其它应用都可以访问该服务，但是集群外部无法访问它。

　　因此，这种服务常被用于内部程序互相的访问，且不需要外部访问，那么这个时候用ClusterIP就比较合适，如下面的yaml文件所示：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:  
name: my-internal-service
selector:    
app: my-app
spec:
type: ClusterIP
ports:  
- name: http
port: 80
targetPort: 80
protocol: TCP

　　那么，如果需要从外部访问呢（比如我们在开发模式下总得调试吧）？可以启用K8S的代理模式：

$ kubectl proxy --port=8080

　　如此一来，便可以通过K8S的API来访问了，例如下面这个URL就可以访问在yaml中定义的这个my-internal-service了：

http://localhost:8080/api/v1/proxy/namespaces/default/services/my-internal-service:http/

　　（2）NodePort

　　除了只在内部访问的服务，我们总有很多是需要暴露出来公开访问的服务吧。在ClusterIP基础上为Service在每台机器上绑定一个端口，这样就可以通过<NodeIP>:NodePort来访问这些服务。例如，下面这个yaml中定义了服务为NodePort类型：

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:  
name: my-nodeport-service
selector:    
app: my-app
spec:
type: NodePort
ports:  
- name: http
port: 80
targetPort: 80
nodePort: 30036
protocol: TCP

PS：这种方式顾名思义需要一个额外的端口来进行暴露，且端口范围只能是 30000-32767，如果节点/VM 的 IP 地址发生变化，你需要能处理这种情况。

　　（3）LoadBalancer

　　LoadBalancer 服务是暴露服务到 internet 的标准方式，它借助Cloud Provider创建一个外部的负载均衡器，并将请求转发到<NodeIP>:NodePort（向节点导流）。

　　例如下面这个yaml中：

kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  name: my-service
spec:
  selector:
    app: MyApp
  ports:
  - protocol: TCP
    port: 80
    targetPort: 9376
  clusterIP: 10.0.171.239
  loadBalancerIP: 78.11.24.19
  type: LoadBalancer
status:
  loadBalancer:
    ingress:
    - ip: 146.148.47.155