1、Kubernetes是什么

Kubernetes是一个轻便的和可扩展的开源平台，用于管理容器化应用和服务。通过Kubernetes能够进行应用的自动化部署和扩缩容。在Kubernetes中，会将组成应用的容器组合成一个逻辑单元以更易管理和发现。Kubernetes积累了作为Google生产环境运行工作负载15年的经验，并吸收了来自于社区的最佳想法和实践。Kubernetes经过这几年的快速发展，形成了一个大的生态环境，Google在2014年将Kubernetes作为开源项目。Kubernetes的关键特性包括：

  • 自动化装箱：在不牺牲可用性的条件下，基于容器对资源的要求和约束自动部署容器。同时，为了提高利用率和节省更多资源，将关键和最佳工作量结合在一起。
  • 自愈能力：当容器失败时，会对容器进行重启；当所部署的Node节点有问题时，会对容器进行重新部署和重新调度；当容器未通过监控检查时，会关闭此容器；直到容器正常运行时，才会对外提供服务。
  • 水平扩容：通过简单的命令、用户界面或基于CPU的使用情况，能够对应用进行扩容和缩容。
  • 服务发现和负载均衡：开发者不需要使用额外的服务发现机制，就能够基于Kubernetes进行服务发现和负载均衡。
  • 自动发布和回滚：Kubernetes能够程序化的发布应用和相关的配置。如果发布有问题，Kubernetes将能够回归发生的变更。
  • 保密和配置管理：在不需要重新构建镜像的情况下，可以部署和更新保密和应用配置。
  • 存储编排：自动挂接存储系统，这些存储系统可以来自于本地、公共云提供商（例如：GCP和AWS）、网络存储(例如：NFS、iSCSI、Gluster、Ceph、Cinder和Floker等)。

2、Kubernetes的整体架构

 

一、k8s 核心组件

master 节点重要组件：

  • etcd 是集群的主数据库，保存了整个集群的状态
  • 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 资源调度，按照预定的调度策略将Pod调度到相应的机器上；
  • Container runtime 负责镜像管理以及Pod和容器的真正运行（CRI）；
  • 除了核心组件，还有一些推荐的Add-ons：
  • kube-dns负责为整个集群提供DNS服务
  • Ingress Controller为服务提供外网入口
  • Heapster提供资源监控
  • Dashboard提供GUI
  • Federation提供跨可用区的集群
  • Fluentd-elasticsearch提供集群日志采集、存储与查询

node节点重要组件：

  • kubelet 负责维护容器的生命周期，负责管理pods和它们上面的容器，images镜像、volumes。同时也负责Volume（CVI）和网络（CNI）的管理；
  • kube-proxy 负责为Service提供cluster内部的服务发现和负载均衡；

二 k8s 相关概念：

1: pod

Pod是在K8s集群中运行部署应用或服务的最小单元，它是可以支持多容器的。Pod的设计理念是支持多个容器在一个Pod中共享网络地址和文件系统，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.

2: 副本复制器（RC)

通过监控运行中的Pod来保证集群中运行指定数目的Pod副本。少于指定数目，RC就会启动运行新的Pod副本；多于指定数目，RC就会杀死多余的Pod副本【k8s早期技术概念】来保证集群高可用！

3: 副本集（Replica Set，RS）

RS是新一代RC，提供同样的高可用能力，能支持更多种类的匹配模式。副本集对象一般不单独使用，配合deployment参数使用

4: 部署(Deployment)

部署是一个比RS副本集应用模式更广的API对象，支持动态扩展。可以创建一个新的服务，更新一个新的服务，也可以是滚动升级一个服务。滚动升级一个服务，实际是创建一个新的RS，然后逐渐将新RS中副本数增加到理想状态，将旧RS中的副本数减小到0的复合操作【逐步升级新得副本，剔除旧的副本】；
总结：RC、RS和Deployment只是保证了支撑服务的微服务Pod的数量

5: 服务（Service）

RC、RS和Deployment只是保证了支撑服务的微服务Pod的数量，但是没有解决如何访问这些服务的问题。一个Pod只是一个运行服务的实例，随时可能在一个节点上停止，在另一个节点以一个新的IP启动一个新的Pod，因此不能以确定的IP和端口号提供服务。如果要稳定地提供服务需要服务发现和负载均衡能力。在K8s集群中，客户端需要访问的服务就是Service对象。每个Service会对应一个集群内部有效的虚拟IP，集群内部通过虚拟IP访问一个服务。

在K8s集群中微服务的负载均衡是由Kube-proxy实现的。Kube-proxy是K8s集群内部的负载均衡器。它是一个分布式代理服务器，在K8s的每个节点上都有一个；