Kubernetes基础（Pod？Label？Namespace？Deployment？Service？）（十二）

上面我们都是在架构层面了解 Kubernetes，但是似乎没有发现关于容器的说明，Kubernetes 作为容器编排引擎，那么他是怎么去对容器进行编排的呢？在 Kubernetes 集群中抽象了很多集群内部的资源对象，我们可以通过这些资源对象去操作容器的编排工作。

一、Pod

Pod 是一组紧密关联的容器集合，它们共享 PID、IPC、Network 和 UTS namespace，是Kubernetes 调度的基本单位。Pod 的设计理念是支持多个容器在一个 Pod 中共享网络和文件系统，可以通过进程间通信和文件共享这种简单高效的方式组合完成服务。我们知道容器本质上就是进程，那么 Pod 实际上就是进程组了，只是这一组进程是作为一个整体来进行调度的。

在 Kubernetes 中，所有资源对象都使用资源清单（yaml或json）来定义，比如我们可以定义一个简单的 nginx 服务，它包含一个镜像为 nginx 的容器：(nginx-pod.yaml)

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:  
  name: nginx  
  labels:    
    app: nginx
spec:  
  containers:  
  - name: nginx    
    image: nginx    
    ports:    
    - containerPort: 80

定义了这样一个资源清单文件后，我们就可以利用上面我们提到的 Kubectl 工具将这个 Pod 创建到 Kubernetes 集群中：

$ kubectl apply -f nginx-pod.yaml

Pod 在 Kubernetes 集群中被创建的基本流程如下所示：

• 用户通过 REST API 创建一个 Pod
• apiserver 将其写入 etcd
• scheduluer 检测到未绑定 Node 的 Pod，开始调度并更新 Pod 的 Node 绑定
• kubelet 检测到有新的 Pod 调度过来，通过 container runtime 运行该 Pod
• kubelet 通过 container runtime 取到 Pod 状态，并更新到 apiserver 中

二、Label

Label 标签在 Kubernetes 资源对象中使用很多，也是非常重要的一个属性，Label 是识别 Kubernetes 对象的标签，以 key/value 的方式附加到对象上（key最长不能超过63字节，value 可以为空，也可以是不超过253字节的字符串）上面我们定义的 Nginx 的 Pod 就添加了一个 app=nginx 的 Label 标签。Label 不提供唯一性，并且实际上经常是很多对象（如Pods）都使用相同的 Label 来标志具体的应用。Label 定义好后其他对象可以使用 Label Selector 来选择一组相同 Label 的对象（比如 Service 用 Label 来选择一组 Pod）。Label Selector 支持以下几种方式：

• 等式，如 app=nginx 和 env!=production
• 集合，如 env in (production, qa)
• 多个 Label（它们之间是AND关系），如app=nginx,env=test

三、Namespace

Namespace（命名空间）是对一组资源和对象的抽象集合，比如可以用来将系统内部的对象划分为不同的项目组或用户组。常见的 Pods、Services、Deployments 等都是属于某一个 Namespace 的（默认是default），比如上面我们的 Nginx Pod 没有指定 namespace，则默认就在 default 命名空间下面，而 Node, PersistentVolumes 等资源则不属于任何 Namespace，是全局的。

注意它并不是 Linux Namespace，二者没有任何关系，它只是 Kubernetes 划分不同工作空间的一个逻辑单位。

四、Deployment

我们说了 Pod 是 Kubernetes 集群中的最基本的调度单元，但是如果想要创建同一个容器的多份拷贝，需要一个一个分别创建出来么，那么能否将 Pods 划到一个逻辑组里面呢？Deployment 就是来管理 Pod 的资源对象。

Deployment 确保任意时间都有指定数量的 Pod“副本”在运行。如果为某个 Pod 创建了 Deployment 并且指定3个副本，它会创建3个 Pod，并且持续监控它们。如果某个 Pod 不响应，那么 Deployment 会替换它，始终保持总数为3。

如果之前不响应的 Pod 恢复了，现在就有4个 Pod 了，那么 Deployment 会将其中一个终止保持总数为3。如果在运行中将副本总数改为5，Deployment 会立刻启动2个新 Pod，保证总数为5。持回滚和滚动升级。

当创建 Deployment 时，需要指定两个东西：

• Pod 模板：用来创建 Pod 副本的模板
• Label 标签：Deployment 需要监控的 Pod 的标签。
  现在已经创建了 Pod 的一些副本，那么这些副本上如何进行负载呢？如何把这些 Pod 暴露出去呢？这个时候我们就需要用到 Service 这种资源对象了。

五、Service

Service 是应用服务的抽象，通过 Labels 为应用提供负载均衡和服务发现。匹配 Labels 的 Pod IP 和端口列表组成 Endpoints，由 kube-proxy 负责将服务 IP 负载均衡到这些 Endpoints 上。

每个 Service 都会自动分配一个 cluster IP（仅在集群内部可访问的虚拟地址）和 DNS 名，其他容器可以通过该地址或 DNS 来访问服务，而不需要了解后端容器的运行。

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