k8s学习笔记之一：kubernetes简介

一、虚拟化技术

1.什么是虚拟化技术

虚拟化，是指通过虚拟化技术将一台计算机虚拟为多台逻辑计算机。在一台计算机上同时运行多个逻辑计算机，每个逻辑计算机可运行不同的操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。
虚拟化使用软件的方法重新定义划分IT资源，可以实现IT资源的动态分配、灵活调度、跨域共享，提高IT资源利用率，使IT资源能够真正成为社会基础设施，服务于各行各业中灵活多变的应用需求。

2.虚拟化的类型

全虚拟化(Full virtualization): 也称为原始虚拟化技术, 是另一种虚拟化方法. 该模型使用虚拟机协调客户操作系统和原始硬件(见图2). 这里"协调"是一个关键词, 因为VMM在客户操作系统和裸硬件之间用于工作协调. 一些受保护的指令必须由Hypervisor(虚拟机管理程序)来捕获和处理. 因为操作系统是通过Hypervisor来分享底层硬件.
半虚拟化(Paravirtualization):另一种类似于全虚拟化的热门技术. 它使用Hypervisor(虚拟机管理程序)分享存取底层的硬件, 但是它的客户操作系统集成了虚拟化方面的代码. 该方法无需重新编译或引起陷阱, 因为操作系统自身能够与虚拟进程进行很好的协作.

3.虚拟化类型的区别

全虚拟化：运行速度要快于硬件模拟, 但是性能方面不如裸机, 因为Hypervisor需要占用一些资源. 全虚拟化最大的优点是操作系统没有经过任何修改. 它的唯一限制是操作系统必须能够支持底层硬件
半虚拟化：需要客户操作系统做一些修改(配合Hypervisor), 这是一个不足之处. 但是半虚拟化提供了与原始系统相近的性能. 与全虚拟化一样, 半虚拟化可以同时能支持多个不同的操作系统.

二、容器技术

1.什么是容器

容器是轻量级的操作系统级虚拟化，可以让我们在一个资源隔离的进程中运行应用及其依赖项。运行应用程序所必需的组件都将打包成一个镜像并可以复用。执行镜像时，它运行在一个隔离环境中，并且不会共享宿主机的内存、CPU 以及磁盘，这就保证了容器内进程不能监控容器外的任何进程。

2.容器和虚拟化的区别

虚拟机会将虚拟硬件、内核（即操作系统）以及用户空间打包在新虚拟机当中，虚拟机能够利用“虚拟机管理程序”运行在物理设备之上。虚拟机依赖于hypervisor，其通常被安装在“裸金属”系统硬件之上，这导致hypervisor在某些方面被认为是一种操作系统。一旦 hypervisor安装完成， 就可以从系统可用计算资源当中分配虚拟机实例了，每台虚拟机都能够获得唯一的操作系统和负载(应用程序)。简言之，虚拟机先需要虚拟一个物理环境，然后构建一个完整的操作系统，再搭建一层Runtime，然后供应用程序运行。 　　 
对于容器环境来说，不需要安装主机操作系统，直接将容器层(比如LXC或libcontainer)安装在主机操作系统(通常是Linux变种)之上。在安装完容器层之后，就可以从系统可用计算资源当中分配容器实例了，并且企业应用可以被部署在容器当中。但是，每个容器化应用都会共享相同的操作系统(单个主机操作系统)。容器可以看成一个装好了一组特定应用的虚拟机，它直接利用了宿主机的内核，抽象层比虚拟机更少，更加轻量化，启动速度极快。
相比于虚拟机，容器拥有更高的资源使用效率，因为它并不需要为每个应用分配单独的操作系统——实例规模更小、创建和迁移速度也更快。这意味相比于虚拟机，单个操作系统能够承载更多的容器。云提供商十分热衷于容器技术，因为在相同的硬件设备当中，可以部署数量更多的容器实例。此外，容器易于迁移，但是只能被迁移到具有兼容操作系统内核的其他服务器当中，这样就会给迁移选择带来限制。 　　 
因为容器不像虚拟机那样同样对内核或者虚拟硬件进行打包，所以每套容器都拥有自己的隔离化用户空间，从而使得多套容器能够运行在同一主机系统之上。我们可以看到全部操作系统层级的架构都可实现跨容器共享，惟一需要独立构建的就是二进制文件与库。正因为如此，容器才拥有极为出色的轻量化特性。 

三、kubernetes

1.什么是kubernetes

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

2.kubernetes总体架构

3.kubernetes各组件介绍：

Master运行组件：
   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、自劢扩展、滚劢更新等；
   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；
Node运行组件：
   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、存储不查询