docker集群——K8s简介

Kubernetes是谷歌开源的容器集群管理系统,是Google多年大规模容器管理技术Borg的开源版本,主要功能包括:

  • 基本容器的应用部署、维护和滚动升级;
  • 负载均衡和服务发现;
  • 跨机器和跨地区的集群调度;
  • 自动伸缩;
  • 无状态服务和有状态服务;
  • 广泛的Volume支持;
  • 插件机制保证扩展性。

Kubernetes 提供了很多的功能,它可以简化应用程序的工作流,加快开发速度。通常,一个成功的应用编排系统需要有较强的自动化能力,这也是为什么 Kubernetes 被设计作为构建组件和工具的生态系统平台,以便更轻松地部署、扩展和管理应用程序。

用户可以使用Label以自己的方式组织管理资源,还可以使用Annotation来自定义资源的描述信息,比如为管理工具提供状态检查等。

此外,Kubernetes控制器也是构建在跟开发人员和用户使用的相同的API之上。用户还可以编写自己的控制器和调度器,也可以通过各种插件机制扩展系统的功能。

这种设计使得可以方便地在Kubernetes之上构建各种应用系统。

主要的组件包括:

  • etcd保存整个集群的状态;
  • 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、自动扩展、滚动更新等;
  • 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;
  • 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。

 

Container

Container(容器)是一种便捷式、轻量级的操作系统级虚拟化技术。它使用namespace隔离不同的软件运行环境,并通过镜像自包含软件的运行环境,从而使得容器可以很方便的在任何地方运行。

由于容器体积小且启动快,因此可以在每个容器镜像中打包一个应用程序。这种一对一的应用镜像关系拥有很多好处。使用容器,不需要与外部的基础架构环境绑定,因为每一个应用程序都不需要外部依赖,更不需要与外部的基础架构环境依赖。完美解决了从开发到生产环境的一致性问题。

容器同比虚拟机更加透明,这有助于监测和管理。尤其是容器进程的生命周期由基础设施管理,而不是由容器内的进程对外隐藏时更是如此。最后,每个应用程序用容器封装,管理容器部署就等同于管理应用程序部署。

在Kubernets必须使用pod管理容器,每个pod可以包含一个或多个容器。

Pod

Pod是一组紧密关联的容器集合,它们共享PID、IPC、Network和UTS namspace,是kubernets调度的基础单位。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。

在Kubernets中,所有对象都是使用manifest(yaml或json)来定义,比如一个简单的nginx服务可以定义为nginx.yaml,它包含一个镜像为nginx的容器:

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

Node

Node 是Pod真正运行的主机,可以物理机,也可以是虚拟机。为了管理Pod,每个Node节点上至少要运行container runtime(比如docker或者rkt)、kubelet和kube-proxy服务。

Namespace

Namespace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,replication controllers和deployments等都是属于某一个namespace(默认是default),而node,persistentVolumes等则不属于任何namespace。

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负载将服务IP负载均衡到这些endpoints上。

每个Service都会自动分配一个cluster IP(仅在集群内部可以访问的虚拟地址)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。

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: nginx
spec:
  ports:
  - port: 8078 # the port that this service should serve on
    name: http
    # the container on each pod to connect to, can be a name
    # (e.g. 'www') or a number (e.g. 80)
    targetPort: 80
    protocol: TCP
  selector:
    app: nginx

Label

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)。

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来选择一组相同的label的对象(比如ReplicaSet和Service用label来选择一组Pod)。Label Selector支持以下几种方式:

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

Annotations

Annotations是key/value形式附加于对象的注解。不同于labels用于标志和选择对象,Annotations则是用来记录一些附加信息,用来辅助应用部署、安装策略以及调度策略等。比如deployment使用annotations来记录rolling update的状态。

posted @ 2018-02-22 14:43  Bourbon.Tian  阅读(892)  评论(0编辑  收藏