k8s介绍与重要概念

1、k8s介绍

Kubernetes(k8s)是Google开源的容器集群管理系统。

在Docker技术的基础上，为容器化的应用提供部署运行、资源调度、服务发现和动态伸缩等一系列完整功能，提高了大规模容器集群管理的便捷性。

Kubernetes最主要的设计思想是，从更宏观的角度，以统一的方式来定义任务之间的各种关系，并且为将来支持更多种类的任务留足余地。

Kubernetes所擅长的，是按照用户的意愿和整个系统的规则，完全自动化地处理好容器之间的各种关系。这种功能，就是我们经常听到的一个概念：编排。

所以说，Kubernetes的本质，是为用户提供一个具有普遍意义的容器编排工具。

2、k8s中几个重要概念

1）Cluster(集群)

Cluster是 计算、存储和网络资源的集合，k8s利用这些资源运行各种基于容器的应用。

2）Master

Master是cluster的大脑，他的主要职责是调度，即决定将应用放在那里运行。

master运行linux操作系统，可以是物理机或者虚拟机。

为了实现高可用，可以运行多个master。

3）Node

Node的职责是运行容器应用。

node由master管理，node负责监控并汇报容器的状态，同时根据master的要求管理容器的生命周期。

node运行在linux的操作系统上，可以是物理机或者是虚拟机。

4）pod

pod是k8s的最小工作单元。

每个pod可以包含一个或者多个容器。

pod中的容器会作为一个整体被master调度到一个node上运行。

Pod有两种使用方式，运行单一容器和运行多个容器， 运行单一容器是Kubernetes 最常见的模型，即便是只有一个容器，Kubernetes 管理的也是 Pod 而不是直接管理容器。而pod中运行多个容器的话，这些容器联系必须非常紧密，而且需要直接共享资源。

5）controller(控制器)

k8s不会直接创建pod,而是通过controller来管理pod的。

controller中定义了pod的部署特性，比如有几个副本，在什么样的node上运行等。

为了满足不同的业务场景，k8s提供了多种controller，包括Replication Controller（RC）、Replica Set （RS）、 Deployment 、daemonset、statefulset、job等。

RC是K8s集群中最早的保证Pod高可用的API对象，通过监控运行中的Pod来保证集群中运行指定数目的Pod副本。

指定的数目可以是多个也可以是1个；少于指定数目，RC就会启动运行新的Pod副本；多于指定数目，RC就会杀死多余的Pod副本。即使在指定数目为1的情况下，通过RC运行Pod也比直接运行Pod更明智，因为RC也可以发挥它高可用的能力，保证永远有1个Pod在运行。

RC是K8s较早期的技术概念，只适用于长期伺服型的业务类型。比如提供高可用的Web服务。

6）Replica Set （RS）

RS是新一代RC，提供同样的高可用能力，区别主要在于RS后来居上，能支持更多种类的匹配模式。

RS对象一般不单独使用，而是作为Deployment的理想状态参数使用。

使用deployment时会自动创建Replica Set ，也就是说deployment是通过Replica Set来管理pod的多个副本的，我们通常不需要直接使用Replica Set 。

7）deployment（部署）

Deployment表示用户对K8s集群的一次更新操作，它是一个比RS应用模式更广的API对象，可以是创建一个新的服务，更新一个新的服务，也可以是滚动升级一个服务。

以K8s的发展方向，未来对所有长期伺服型的的业务的管理，都会通过Deployment来管理。

8）daemonset（后台支撑型服务）

长期伺服型和批处理型服务的核心在业务应用，可能有些节点运行多个同类业务的Pod，有些节点上又没有这类Pod运行；

而后台支撑型服务的核心关注点在K8s集群中的节点（物理机或虚拟机），要保证每个节点上都有一个此类Pod运行。

节点可能是所有集群节点选定的一些特定节点。

典型的后台支撑型服务包括，存储，日志和监控等在每个节点上支持K8s集群运行的服务。

9）statefuleset

能够保证pod的每个副本在整个生命周期中名称是不变的，而其他controller不提供这个功能。

当某个pod发生故障需要删除并重新启动时，pod的名称不会发生变化，同时statefulset会保证副本按照固定的顺序启动、更新或者删除。、

10）job

用于运行结束就删除的应用，而其他controller中的pod通常是长期持续运行的。

11）service

deployment可以部署多个副本，每个pod 都有自己的IP，外界就是通过service访问这些副本。

k8s的 service定义了外界访问一组特定pod的方式。service有自己的IP和端口，service为pod提供了负载均衡。

k8s运行容器pod与访问容器这两项任务分别由controller和service执行。

12）namespace

可以将一个物理的cluster逻辑上划分成多个虚拟cluster，每个cluster就是一个namespace。

不同的namespace里的资源是完全隔离的。

Kubernetes 默认创建了两个 Namespace：

• default -- 创建资源时如果不指定，将被放到这个 Namespace 中。

• kube-system ：Kubernetes 自己创建的系统资源将放到这个 Namespace 中。