k8s基本概念
一、pod概念
◆自主式Pod
◆控制器管理的Pod
1、ReplicationController & ReplicaSet & Deployment
ReplicationController用来确保容器应用的副本数始终保持在用户定义的副本数,即如果有容器异常退出,会自动创建新的Pod来替代;而如果异常多出来的容器也会自动回收。
在新版本的Kubernetes中建议使用ReplicaSet来取代ReplicationController
ReplicaSet跟ReplicationController没有本质的不同,只是名字不一样,并且ReplicaSet支持集合式的selector
虽然ReplicaSet可以独立使用,但一般还是建议使用Deployment来自动管理ReplicaSet,这样就无需担心跟其他机制的不兼容问题(比如ReplicaSet不支持
rolling-update但Deployment支持)
Deployment为Pod和ReplicaSet提供了一个声明式定义(declarative)方法,用来替代以前的ReplicationController来方便的管理应用。
典型的应用场景包括:
*定义Deployment来创建Pod和ReplicaSet
*滚动升级和回滚应用
*扩容和缩容
*暂停和继续Deployment
HPA (HorizontalPodAutoScale)
Horizontal Pod Autoscaling仅适用于Deployment和ReplicaSet,在V1版本中仅支持根据Pod的CPU利用率扩所容,在vlalpha版本中,支持根据内存和用户自定义的metric扩缩容
2、StatefullSet
StatefulSet是为了解决有状态服务的问题(对应Deployments和ReplicaSets是为无状态服务而设计)
其应用场景包括:
*稳定的持久化存储,即Pod重新调度后还是能访问到相同的持久化数据,基于PVC来实现
*稳定的网络标志,即Pod重新调度后其PodName和HostName不变,基于Headless Service(即没有Cluster IP的Service)来实现
*有序部署,有序扩展,即Pod是有顺序的,在部署或者扩展的时候要依据定义的顺序依次依次进行(即从0到N-1,在下一个Pod运行之前所有之前的Pod必须都是Running和Ready状态),基于init containers来实现
*有序收缩,有序删除(即从N-1到0)
3、DaemonSet
DaemonSet确保全部(或者一些)Node上运行一个Pod的副本。当有Node加入集群时,也会为他们新增一个Pod。当有Node从集群移除时,这些Pod也会被回收。删除DaemonSet将会删除它创建的所有Pod
使用DaemonSet的一些典型用法:
*运行集群存储daemon,例如在每个Node上运行glusterd、ceph。
*在每个Node上运行日志收集daemon,例如fluentd、logstash。
*在每个Node上运行监控daemon,例如Prometheus Node Exporter
4、Job,Cronjob
Job负责批处理任务,即仅执行一次的任务,它保证批处理任务的一个或多个Pod成功结束
Cron Job管理基于时间的Job,即:
*在给定时间点只运行一次
*周期性地在给定时间点运行
二、网络通讯
Kubernetes 的网络模型假定了所有 Pod 都在一个可以直接连通的扁平的网络空间中,这在 GCE(Google Compute Engine)里面是现成的网络模型,Kubernetes 假定这个网络已经存在。 而在私有云里搭建 Kubernetes 集群,就不能假定这个网络已经存在了。我们需要自己实现这 个网络假设,将不同节点上的 Docker 容器之间的互相访问先打通,然后运行 Kubernetes
同一个 Pod 内的多个容器之间:lo
各 Pod 之间的通讯:Overlay Network
Pod 与 Service 之间的通讯:各节点的 Iptables 规则
Flannel 是 CoreOS 团队针对 Kubernetes 设计的一个网络规划服务,简单来说,它的功能是 让集群中的不同节点主机创建的 Docker 容器都具有全集群唯一的虚拟IP地址。而且它还能在 这些 IP 地址之间建立一个覆盖网络(Overlay Network),通过这个覆盖网络,将数据包原封 不动地传递到目标容器内
ETCD 和Flannel 关系说明:
(1)ETCD存储管理 Flannel 可分配的 IP 地址段资源
(2)FIannel监控 ETCD 中每个 Pod 的实际地址,并在内存中建立 Pod 节点路由表
(如本主机的pod知道目的pod所在主机的ip网段)
总结:
同一个 Pod 内部通讯:同一个 Pod 共享同一个网络命名空间,共享同一个 Linux 协议栈
Pod1 至 Pod2
(1)Pod1 与 Pod2 不在同一台主机,Pod的地址是与docker0在同一个网段的,但docker0网段与宿主机网卡是两个完 全不同的IP网段,并且不同Node之间的通信只能通过宿主机的物理网卡进行。将Pod的IP和所在Node的IP关联起来,通过 这个关联让Pod可以互相访问
(2)Pod1 与 Pod2 在同一台机器,由 Docker0 网桥直接转发请求至 Pod2,不需要经过 Flannel
Pod 至 Service 的网络:最新版为通过lvs转发
Pod 到外网:Pod 向外网发送请求,查找路由表, 转发数据包到宿主机的网卡,宿主网卡完成路由选择后,iptables执 行Masquerade,把源 IP 更改为宿主网卡的 IP,然后向外网服务器发送请求
外网访问 Pod:通过Service访问
K8S中一共有三层网络:只有节点网络是真实的,pod网络和service网络是虚拟的!