k8s(Kubernetes)

k8s 容器编排工具，可以高效、批量、智能的去管理容器

1. 特点

• 可移植
• 可拓展：模块化、插件化、可挂载、可组合
• 自动化：自动部署，自动重启，自动复制，自动拓展
• 无缝对接新应用
• 节省资源，优化硬件资源的使用

2. 特性

• 自动装箱:基于资源的依赖及其约束能自动完成容器的部署且不影响其可用性。
• 自我修复：一旦容器崩了，可自动重启一个新的容器代替从而实现自我修复。
• 自动实现水平拓展：一个容器不够，再启动一个，可以不断进行拓展，只要物理平台资源支持。
• 储存编排：把储存卷实现动态供给，当容器需要储存卷时，根据容器自身的需求创建能够满足其需要的存储卷。
• 自动进行服务发现和负载均衡
• 密钥和配置管理
• 自动发布和回滚
• 任务批处理运行

3. 配置中心：服务拆分后，多个服务公共的配置服务。

• 用户在配置中心更新配置信息，服务A、B及时得到配置更新通知，从配置中心获取配置。
• 合格的配置中心需满足
• 1. 配置项容易读取和修改
  2. 分布式下应用配置可管理，即提供远程管理配置的能力
  3. 支持对配置修改的监视以把控风险
  4. 可以查看配置修改的历史记录

4. 功能

• Pod提供复合应用并保留一个应用一个容器模型
• 挂载外部存储
• Secret管理
• 应用健康检查
• 副本应用实例
• 横向自动扩缩容
• 服务发现
• 负载均衡
• 滚动更新
• 资源监测
• 日志采集和存储
• 支持自检和调试
• 认证和鉴权

5. 关键进程

• master 节点运行的负责集群管理调度的一组进程

• • api server: k8s中所有资源增删改查等操作的唯一入口，是集群控制的入口进程
  • controller manager:k8s中所有资源对象的自动化控制中心
  • scheduler: 负责资源调度

• node节点运行的负责资源创建、通信、负载均衡、Docker容器创建与管理的一组进程

• • kubelet: 与master节点密切协作实现集群管理，负责Pod对应的容器创建与启停等任务
  • kube-proxy: 实现服务间的通信与负载均衡
  • Docker Engine:负责本机Docker容器的创建与管理

6. 相关名词概念

• Pod

  • pod可以理解为容器的外壳，它为容器做了一层抽象的封装，pod里面运行容器，
    pod的特点是可以将多个容器放在同一网络名称的空间中，同一个pod可以共享存储卷。
  • 一个pod中无论运行一个容器还是多个容器，一旦将此pod调度到某个node上运行时，
    这个pod中的所有容器只能在这个pod上运行。

• 标签选择器

  • 标签选择器就是一种根据标签过滤符合条件的资源对象的机制。
  • 应用于批量管理大量pod,具体是，给一类pod分组，即在创建pod的时候为其附上app的key的一个键值对，
    在进行批量操作时检查pod中是否存在app的key的键值对，来实现对多个pod的控制与管理。

• Master节点

  • k8s的控制平面，负责这个集群的管理和控制，k8s所有控制命令都是发给master,master执行命令，note负责实际工作
  • 一般独立运行在一台主机，因至关重要，一旦宕机会导致整个集群失效不可用，可对其做高可用（主备切换故障转移）

• Node节点

  • node是k8s中的工作节点，是负责工作的。
  • node可以是任何形式的计算设备，能装k8s的集群代理程序，它都可以作为整个k8s集群的成员。

7. 相关组件

• master上的组件：API服务器、调度器、控制器管理器、etcd

• node上的组件：kubelet、kube-proxy、docker

• etcd:存储集群状态及各种原数据，通过API服务器读写
• API服务器：以RESTFUL API的形式提供CRUD接口其他组件或客户端调用，实现对象存储读取以及校验，kubectl为其客户端之一，也支持监听资源
• 调度器：为没有节点集的Pod分配节点，即：API服务器更新pod的定义（已调度）并通知kubelet，目标节点上的kubelet发现pod已被调度到本节点就会创建并运行pod的容器
• 控制器管理器：负责管理控制器，确保系统真实状态朝API服务器定义的期望的状态收敛
• Kubelet：管理本个node上的容器的生命周期，监视指派到它所在Node上的Pod，包括创建、修改、监控、删除等，也是容器存活探针运行的组件，探针报错它会重启容器
• kube-proxy：确保对服务ip和端口的连接到达支持服务的某个pod处，如果有多个pod支撑一个服务，那么代理会发挥对pod的负载均衡作用。
• DNS服务器
• Ingress控制器：Ingress控制器运行一个反向代理服务器,根据集群中定义的Ingress,service以及Endpoint资源来配置该控制器.所以需要订阅这些资源,然后每次其中一个发生变化则更新代理服务器的配置

8. k8s流程

• 准备好对应的yaml文件，通过kubectl发送到Api Server中
• Api Server接收到客户端的请求将请求内容保存到etcd中
• Scheduler会监测etcd，发现没有分配节点的pod对象通过过滤和打分筛选出最适合的节点运行pod
• 节点会通过Container Runtime 运行对应pod的容器以及创建对应的副本数
• 节点上的kubelet会对自己节点上的容器进行管理
• controller会监测集群中的每个节点，发现期望状态和实际状态不符合的话，就会通知对应的节点
• 节点收到通知，会通过container runtime来对pod内的容器进行收缩或者扩张

k8s参考