k8s架构原理以及核心组件

Posted 2021-05-15 爱上口袋的天空

1.pod原理解析

Pod是最小部署单元，一个Pod有一个或多个容器组成，Pod中容器共享存储和网络，在同一台Docker 主机上运行

1）pod基本结构

我们看下在node节点上都会起很多pause容器，和pod是一一对应的。 每个Pod里运行着一个特殊的被称之为Pause的容器，其他容器则为业务容器，这些业务容器共享 Pause容器的网络栈和Volume挂载卷，因此他们之间通信和数据交换更为高效，在设计时我们可以充 分利用这一特性将一组密切相关的服务进程放入同一个Pod中。同一个Pod里的容器之间仅需通过 localhost就能互相通信。

kubernetes中的pause容器主要为每个业务容器提供以下功能：

• PID 命名空间：Pod中的不同应用程序可以看到其他应用程序的进程ID
• 网络命名空间：Pod中的多个容器能够访问同一个IP和端口范围
• IPC命名空间：Pod中的多个容器能够使用SystemV IPC或POSIX消息队列进行通信
• UTS命名空间：Pod中的多个容器共享一个主机名；
• UTS命名空间：Pod中的多个容器共享一个主机名；

2.Other组件

3.RC[控制器]和RS[控制器]

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

ReplicaSetReplicaSet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

4.Deployment

Deployment为Pod和ReplicaSet 提供了一个 声明式定义方法，用来替代以前的 ReplicationController 来方便的管理应用。 典型的应用场景：

（1）、定义Deployment 来创建 Pod 和 ReplicaSet

（2）、滚动升级和回滚应用

（3）、扩容和索容

（4）、暂停和继续 Deployment Deployment不仅仅可以滚动更新，而且可以进行回滚，如果发现升级到V2版本后，发现服务不可用， 可以回滚到V1版本。

5.HPA

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 用率扩容，在vlalpha版本中，支持根据内存和用户自定义的metric扩缩容。

6.StatefullSet

StatefullSet 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：

（1） 稳定的持久化存储，即Pod重新调度后还是能访问的相同持久化数据，基于PVC来实现

（2）稳定的网络标志，及Pod重新调度后其 PodName 和 HostName 不变，基于Headlesss Service（即没有 Cluster IP 的 Service）来实现。

（3）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。

（4）有序收缩，有序删除（即从N-1 到 0）

7.DaemonSet

DaemonSet确保全部（或者一些 [ node打上污点（可以想象成一个标签）,pod如果不定义容忍这个污 点，那么pod就不会被调度器分配到这个node ]） 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将会删除他创建的所有Pod,使用DaemonSet 的一些典型用 法：

（1） 运行集群存储daemon,例如在每个Node上运行glustered,ceph

（2）在每个Node上运行日志收集Daemon,例如：fluentd、logstash.

（3）在每个Node上运行监控Daemon,例如：Prometheus Node Exporter 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