K8s-基础介绍

基础介绍

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Kubernetes：下一代操作系统

​ CoreOS： CoreOS是一种操作系统，于2013年十二月发布，它 的设计旨在关注开源操作系统内核的新兴使用——用于大量基于云 计算的虚拟服务器

​ Rancher： Rancher是一个容器管理平台，通过Rancher可以实 现Docker和Kubernetes的轻松部署

k8s发展经历

​ Infrastructure as a Service ----IAAS--基础设施即服务

​ platform as a service -------PAAS--平台即服务--容器化方案 为底层调用

​ Software as a Service ------SAAS--软件即服务--QQ，微信 等

• 项目部署管理

​ 非云：以传统物理化的方案进行集群构建

​ 以云计算的方案

​ 公有云：一定要做到租户(用户)隔离 资源使用量的记录

​ IAAS：openstack（阿里云，华为云，百度云）

​ PAAS：Kubernetes

​ 私有云：实现资源分割(公司内部，机房内部)

​ IAAS：openstack（小米）

​ PAAS：Kubernete

• 以前与kubernetes竞争的公司

​ Docker Swarm：中小型企业(2018年末期结束)

​ 优点：轻量级，消耗少，保证了集群的可扩展性，简单(只需学 习较简单的命令)

​ 缺点：很多功能没有内置，比如：集群时必须自己构建调度 器，存储只能用最低级的volume，调度的干预也做不到

​ Apache Mesos：Twitter公司 Marathon公司(2019年结束)

​ 优点：资源管理策略，轻量级，提高分布式集群的利用率

​ 缺点：门槛太高， Mesos集群目前无法进行数据持久化， 很 多功能还不完 善。譬如，集群资源抢占还不支持。

​ Kubernetes：CNCF（云计算基金会） Borg(go重写后转变为 K8s)

​ 优点：轻量级，开源，弹性伸缩，负载均衡，经验老套

​ CNCF：云原生容器基金会 containerd docker 公司开发的开源容器解决方案 loghron etcd Kubernetes promethues

• 拓展：

  2019 年 美国西部时间 5 月 2 日下午 7 点，Twitter 公司在旧金 山总部举行了一次技术发布会兼 Meetup。会上，Twitter 计算平台 （Twitter Computing Platform）产品与技术负责人 David McLaughlin 正式宣布，Twitter 的基础设施将从 Mesos 全面转向 Kubernetes

​ Borg 是谷歌内部的大规模集群管理系统，负责对谷歌内部很 多核心服务的调度和管理。Borg 的目的是让用户能够不必操心资源 管理的问题，让他们专注于自己的核心业务，并且做到跨多个数据 中心的资源利用率最大化

Borg系统的重要展示

K8s组件说明--宏观角度

K8s结构图

# 上图中有两套C/S结构
# 第一套C/S结构：
	C：web UI、kubectl、scheduler、控制器、kubelet、kube-proxy
	S：api server
# 第二套C/S结构：
	C：api Server
	S：etcd

组件说明：

• api server：对接上下层的接口
• Scheduer：调度器，负责任务的调度，根据应用的特点将其调度 到具体的机器上去
• ETCD：分布式键值存储服务，它能够为整个分布式集群存储一些 关键数据，协助分布式集群的正常运转
• kubelet：负责维护容器的生命周期，同时也负责Volume(CRI)和 网络(CMI--veth)的管理
• kube proxy： 负责Server提供cluster内部的服务发现和负载均衡
• replication controlter：副本控制器，管控当前服务器状态
• Container runtime：负责镜像管理以及Pod和容器的真正运行 (CRI--容器运行时)

Raft

• 从一开始就被设计成一个易于理解和实现的共识算法(村口情 报部门)。每一个 Raft 集群中都包含多个服务器，在任意时刻，每一 台服务器只可能处于 Leader、Follower 以及 Candidate 三种状 态；在处于正常的状态时，集群中只会存在一个 Leader，其余的服 务器都是 Follower
• Follower：群众，被动接收Leader发送的请求，所有的节点刚开始 的时候是处于 Follower状态
• Candidate：候选人，由Follower向Leader转换的中间状态 Leader：领导，负责和客户端交互以及日志复制(日志复制是单向 的，即Leader 发送给Follower)，同一时刻最多只有一个 Leder存在
• 三种状态的转换关系：
  

ETCD：CoreOS公司开发的，已捐赠给CNCF，基于http协议--C/S 结构

​ 推荐在 Kubernetes 集群中使用 Etcd v3，v2 版本已在 Kubernetes v1.11 中弃用

ETCD框架

• 实现过程
  • 基于http协议的数据传输， 信息先传到Raft(共识算法的实现) ，Raft写入WAL(预写入日志)中，再去修改后端数据

现在对不可或缺的组件进行详细的说明

• Kubernetes API Server：作为 Kubernetes 系统的入口，其封装了核心对象的增删改查操 作，以 RESTful API 接口方式提供给外部客户和内部组件调用。维 护的 REST 对象持久化到 Etcd 中存储
• Kubernetes Scheduler：新建立的 Pod 进行节点 (node) 选择(即分配机器)，负责集群的资 源调度。组件抽离，可以方便替换成其他调度器
• 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
• Kubelet：承上启下的左右，负责维护容器的生命周期，同时也负责Volume(CRI)和网络 (CMI--veth)的管理
• Container runtime：负责镜像管理以及Pod和容器的真正运行(CRI--容器运行时)
• Kube-proxy：负责Server提供cluster内部的服务发现和负载均衡

kubernetes插件说明

• CoreDNS：负责为整个集群提供DNS服
• Ingress Controller：为k8s中的服务提供外网入口--实现七层负载
• Prometheus：为整个集群提供资源监控能力
• Dashboard：提供B/S的访问体系，允许用户通过web进行集群管理及设置
• Federation：提供可用区的集群，提供不同的数据中心的K8S集群管理能力， 及不同地区集群服务