Kubernetes简介
一，Kubernetes简介
Kubernetes是谷歌开源的容器管理系统，是基于大规模容器管理技术Brog的开源版。
主要功能：
（1）基于容器的应用部署，维护和滚动升级
（2）负载均衡和发现
（3）跨机器和跨地区的集群调度
（4）自动伸缩
（5）无状态和有状态服务
（6）Volume支持，容器数据持久化
（7）扩展性好，插件机制
二，核心原理
1，基本概念
Pod：一组紧密联系的容器集合，它们共享IPC，Network和UTC namespaces，是Kubernetes的调度的基本单位。Pod的设计是支持多个容器在一个Pod中共享网络，和文件系统，通过进程间的通信和文件共享方式组合完成服务
Node：是真正运行的主机，可用是物理机也可用是虚拟机。为了管理Pod每个Node节点上至少要运行container runtime（比如docker或者rkt），kubelet和kube-proxy服务
Namespace：是对一组资源和对象的抽象集合，比如系统内部将对象划分为不同的组。
service：应用服务的抽象，通过labels为应用提供负载均衡发服务发现，匹配的Labels的Pod IP和端口列表组成endpoints，通过kube-proxy负责将服务的IP负载均衡到endpoints上，每个Services都会自动分配一个集群IP和DNS名，这个IP只能在集群内部访问的虚拟IP，其他容器可用通过DNS名访问而不需要了解后端容器的运行
Labes：识别Kuberbetes对象的标签，以key/value的形式附加到对象上（key最长不超过63个字节，value不超过253字节），不提供唯一性
Annotations：是以key/value的形式附加到对象上
1，架构设计原理
Kubernetes主要由以下几个核心组件组成：
- etcd保存了整个集群的状态；
- apiserver提供了资源操作的唯一入口，并提供认证、授权、访问控制、API注册和发现等机制；
- controller manager负责维护集群的状态，比如故障检测、自动扩展、滚动更新等；
- scheduler负责资源的调度，按照预定的调度策略将Pod调度到相应的机器上；
- kubelet负责维护容器的生命周期，同时也负责Volume（CVI）和网络（CNI）的管理；
- Container runtime负责镜像管理以及Pod和容器的真正运行（CRI）；
- kube-proxy负责为Service提供cluster内部的服务发现和负载均衡；
除了核心组件，还有一些推荐的Add-ons：
- kube-dns负责为整个集群提供DNS服务
- Ingress Controller为服务提供外网入口
- Heapster提供资源监控
- Dashboard提供GUI
- Federation提供跨可用区的集群
- Fluentd-elasticsearch提供集群日志采集、存储与查询
分层架构
Kubernetes设计理念和功能其实就是一个类似Linux的分层架构，如下图所示
- 核心层：Kubernetes最核心的功能，对外提供API构建高层的应用，对内提供插件式应用执行环境
- 应用层：部署（无状态应用、有状态应用、批处理任务、集群应用等）和路由（服务发现、DNS解析等）
- 管理层：系统度量（如基础设施、容器和网络的度量），自动化（如自动扩展、动态Provision等）以及策略管理（RBAC、Quota、PSP、NetworkPolicy等）
- 接口层：kubectl命令行工具、客户端SDK以及集群联邦
- 生态系统：在接口层之上的庞大容器集群管理调度的生态系统，可以划分为两个范畴
- Kubernetes外部：日志、监控、配置管理、CI、CD、Workflow、FaaS、OTS应用、ChatOps等
- Kubernetes内部：CRI、CNI、CVI、镜像仓库、Cloud Provider、集群自身的配置和管理等
