Kubernetes基础概念

什么是Kubernetes

• 简称k8s(中间有8个字母)，是一个开源的容器编排引擎，用来对容器化应用进行自动化部署、扩缩和管理。
• 目前官方最新版本(截至当前时间2023-11-30):V1.28
• 官方网址:https://kubernetes.io

Kubernetes与Docker Compose的区别

• Docker Compose适用于单机或简单的多容器应用程序的部署和管理。
• Kubernetes适用于复杂的集群分布式应用程序的自动化部署和管理，具有自动容器调度、负载均衡、自动扩展和自愈能力等特性。

Kubernetes架构

• Control Plane(控制面板，Master节点)用于调度和管理集群，Data Plane(数据面板，即工作节点，Node节点)
• k8s操作的最小单元pod(容器组)
• pod(容器组)包含多个容器，基于CRI调用具体的容器引擎安装容器
• CRI(容器运行时接口)是一套规范接口，需要由具体的容器引擎去实现，k8s通过这套接口去操控容器引擎
• kube-apiserver：提供Kubernetes API服务，是集群的前端接口。
• etcd：分布式键值存储，用于存储集群的配置数据、状态信息和元数据。各个组件通过etcd共享和同步集群的状态信息，确保集群的一致性和可靠性。
• kube-scheduler：负责根据Pod的资源需求和调度策略，将Pod调度到集群中的合适节点上。它通过与kube-apiserver和etcd交互，选择最佳的节点来部署Pod。
• kube-controller-manager：运行控制器，负责集群中各种资源的控制循环。包含多个控制器，负责监控集群中的各种资源对象（如Pod、Service、ReplicaSet等），并根据集群的期望状态来调节实际状态，确保集群中的资源对象处于预期的状态。
• kubelet：运行在每个节点上的代理，负责管理节点上的Pod和容器。它通过与kube-apiserver和etcd交互，接收Pod的调度信息并确保Pod按照期望状态运行。
• kube-proxy：负责为Service提供网络代理和负载均衡功能。

Kubernetes资源类型

1. Pod（容器组）：最小的可部署单元，用于托管一个或多个容器，并提供共享的网络和存储环境。
2. Deployment（部署）：用于定义和管理Pod副本的资源对象，提供滚动更新和回滚功能。
3. Service（服务）：用于公开Pod的网络访问，提供稳定的网络终结点并进行负载均衡。
4. Namespace（命名空间）：用于在集群中对资源进行逻辑隔离，控制资源的访问权限和配额。
5. Volume（卷）：用于在Pod中持久化存储数据，可以在多个容器之间共享数据。
6. ConfigMap（配置映射）：用于存储配置数据，将配置信息注入到应用程序中。
7. Secret（密钥）：用于存储敏感数据，安全地管理和传递敏感信息。
8. Node（节点）：集群中的工作节点，用于运行Pod。
9. Cluster（集群）：由多个节点组成的Kubernetes环境，包括控制平面和工作节点。
10. Ingress（入口）：用于公开集群中服务的HTTP和HTTPS路由。
11. StatefulSet（有状态副本集）：用于管理有状态应用程序的部署，提供稳定的、唯一的网络标识和持久化存储。
12. DaemonSet（守护进程集）：确保集群中的每个节点运行一个副本的Pod，常用于运行日志收集器、监控等服务。
13. Job（作业）：用于一次性任务的管理，确保任务成功完成后自动终止。
14. CronJob（定时作业）：用于周期性执行任务，类似于Linux中的cron任务。
15. PersistentVolume（持久化卷）：用于抽象存储设备，独立于Pod的生命周期，可以由集群管理员静态地提供。
16. PersistentVolumeClaim（持久化卷声明）：用于声明对持久化卷的需求，供Pod使用，使得Pod可以独立于底层存储技术。
17. ......

Kubernetes集群核心三大组件

• kubeadm
  用于初始化和管理Kubernetes集群的命令行工具，它负责设置主节点和加入其他节点。
• kubelet
  是每个节点上的主要Kubernetes代理，负责管理容器的生命周期、监控和报告节点状态等。
• kubectl
  Kubernetes的命令行工具，用于与集群进行交互，例如创建、删除和管理资源。

Kubernetes可视化管理工具

• Kubernetes Dashboard：官方提供的基于Web的管理界面，用于查看和管理集群中的资源(功能比较简单)。
  
• Lens：一个开源的跨平台Kubernetes管理工具，提供直观的UI和丰富的功能(缺少Web管理页面，服务端安装需要安装Linux可视化操作平台x-server)。
  
• Rancher：一个功能强大的Kubernetes管理平台，提供了丰富的功能和可视化界面(更偏向于专业运维人员)。
• KubeSphere：是一个开源的多租户容器平台，基于Kubernetes构建，旨在提供企业级的容器管理和服务编排能力。它提供了包括DevOps工具链、多租户管理、应用编排、监控告警等功能，以帮助用户更轻松地构建和管理容器化的应用。
  

Kubernetes包管理工具Helm

• 网址：https://helm.sh
• Helm帮助您管理Kubernetes应用(Helm Chart)，即使是最复杂的Kubernetes应用程序，都可以帮助您定义，安装和升级。
• Helm Chart易于创建、发版、分享和发布。

其它

• k8s所有的操作描述都是基于yaml文件
• k8s持久卷资源(Persistent Volume)创建有两种方式:静态制备和动态制备
  • 静态制备:
    在集群中预先创建和配置存储卷，并将其绑定到Pod中。这意味着管理员需要手动创建存储卷，并在Pod配置中指定使用这些存储卷。静态制备适用于对存储需求较为稳定的场景，但需要管理员手动管理存储资源。
  • 动态制备:
    Kubernetes集群根据Pod的需求动态创建和配置存储卷。当Pod请求使用存储卷时，动态制备可以自动创建并绑定存储卷，无需管理员手动介入。这种方式可以更好地适应动态变化的存储需求，提高了集群的灵活性和自动化程度。