kubernetes学习笔记——k8s概念和架构

Posted 2022-12-08 Demonwuwen

突然想了解一下k8s(kubernetes，是因为取第1个和最后1个字母，中间有8个字母，所以叫k8s)，以此系列文章记录一下，分享给大家，也便于后期自己复习查看。
参考视频：哔哩哔哩K8S教程由浅入深-尚硅谷

K8S概念和架构

一、k8s概述和特性

1、概述

• k8s是谷歌在2014年开业的容器化集群管理系统
• 使用k8s进行容器化应用部署
• 使用k8s利于应用扩展
• k8s让部署容器化应用更加简洁和高效

2、k8s特性

1. 自动装箱：基于容器对应用环境的资源配置要求自动部署应用容器
2. 自我修复：容器失败时会对容器进行重启；当部署节点有问题时，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，会关闭容器直到容器正常运行时才对外提供服务。
3. 水平扩展：通过简单的命令、用户UI界面或基于CPU等资源使用情况，对应容器进行规模扩大会规模裁剪。
4. 服务发现：用户不需要使用额外的服务发现机制，就能够给予Kubernetes自身能力实现服务发现和负载均衡
5. 滚动更新：可以根据应用的变化，对应容器运行的应用，进行一次性或批量式更新
6. 版本回退：可以根据应用部署情况，进行历史版本即时会退
7. 密钥和配置管理：在不需要重新构建镜像的情况下，可以部署和更新密钥和应用配置，类似热部署
8. 存储编排：自动实现存储系统挂载及应用，特别对有状态应用实现水持久化非常重要，存储系统可以来自本地目录、网络存储（NFS、Gluster、Ceph等）、公共云存储服务
9. 批处理：提供一次性任务，定时任务；满足批量处理和分析的场景。

二、K8S架构组件

Master(主控节点，主要做管理操作)和node(工作节点，主要做具体工作)
1） master组件：
Master指的是集群的控制节点，是整个集群的大脑，如果其宕机或不可用，则对集群内容器应用的管理都无法实施。
- API server：集群统一入口，以restful风格，传给etcd存储，对资源进行增、删、改、查等操作的唯一入口，也是集群的控制入口进程，负责资源（pod）调度的进程。
- scheduler：进行节点调度，选择node节点进行应用部署。
- controller-manager：处理集群中常规后台任务，一个资源对应一个资源控制器。
- etcd：存储系统，用于保存集群相关数据。
2）node组件：
是kubernetes集群的工作节点，每个Node都会被Master分配一些工作负载（docker容器），当一个宕机时，其上的工作负载会被Master自动转移到其他Node上
- kubelet：master派到node节点代表，管理本机容器。负责Pod对应容器的创建、启停等任务，与Master密切协作完成集群管理的基本功能
- kube-proxy：实现kubernetes service的通信与负载均衡机制的服务。
- docker容器：容器运行环境是负责运行容器的软件；Kubernetes支持多个容器运行环境：Docker、containerd、cri-o、rktlet以及任何实现Kubernetes CRI (容器运行环境接口) 的软件。

三、K8S核心概念

1、 Pod：
- 最小部署单元
- 一组容器的集合
- 共享网络 （一个Pod中的所有容器共享同一网络）
- 生命周期短暂（服务器重启后，就找不到了）

2、 Controler
- 确保预期的pod副本数量
- 无状态应用部署，不需要依赖于网络或者ip
- 有状态应用部署，需要特定的条件
- 确保所有的node运行同一个pod
- 一次性任务和定时任务
3、Service
- 定义一组pod的访问规则
- Pod的负载均衡，提供一个或多个Pod的稳定访问地址