K8S基本概念

Posted 2021-07-07 伍妖捌

简介

Kubernetes简称k8s。用于自动部署，扩展和管理容器化应用程序的开源系统。

功能

服务发现和负载均衡

Kubernetes可以使用DNS名称或自己的IP地址公开容器，如果到容器的流量很大，Kubernetes可以负载均衡并分配网络流量，从而使部署稳定。

存储编排

Kubernetes允许您自动挂载您选择的存储系统，例如本地存储、公共云提供商等。

自动部署和回滚

您可以使用Kubernetes描述已部署容器得所需状态，它可以以受控得速率将实际状态更改为所需状态。例如，您可以自动化Kubernetes来为您得部署创建新容器，删除现有容器并将它们得所有资源用于新容器。

自动二进制打包

Kubernetes允许您指定每个容器所需CPU和内存（RAM）。当容器指定了资源请求时，Kubernetes可以做出更好的决策来管理容器的资源。

自我修复

Kubernetes重新启动失败的容器、替换容器、杀死不响应用户定义的运行状态检查的容器，并且在准备好服务之前不将其通告给客户端。

密钥与配置管理

Kubernetes允许您存储和管理敏感信息，例如密码、OAuth令牌和ssh密钥。您可以在不重建容器镜像的情况下部署和更新密钥和应用程序配置，也无需在堆栈配置中暴露密钥。

整体架构

主从方式

一个主结点+N个从结点

Kubernetes Master

kube-apiserver

• 对外暴露K8S的api接口，是外界进行资源操作的唯一入口
• 提供认证、授权、访问控制、api注册和发现等机制

etcd

• etcd是兼具一致性和高可用性的键值数据库，可以作为保存Kubernetes所有集群数据的后台数据库。
• Kubernetes集群的etcd数据通常需要有个备份计划

kube-scheduler

主节点上的组件，该组件监视那些新创建的未指定运行节点的Pod，并选择节点让Pod在上面运行。
所有对K8S的集群操作，都必须经过主节点进行调度。

kube-controller-manager

• 在主节点上运行控制器的组件
• 这些控制器包括：
  1.节点控制器：负责在节点出现故障时进行通知和响应。
  2.副本控制器：负责为系统中的每个副本控制器对象维护正确数量的Pod。
  3.端点控制器：填充端点对象（即加入Service与Pod）
  4.服务账户和令牌控制器：为新的命名空间创建默认账户和API访问令牌。

Kubernetes Node

kubelet

• 一个在集群中每个节点运行的代理。它保证容器都运行在Pod中。
• 负责维护容器的生命周期、同时也负责Volume（CSI）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。

容器运行环境（Container Runtime）

• 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Dockers、Container、cri-o、rktlet以及任何实现Kubernetes CRI（容器运行环境接口）。

fluentd

是一个守护进程，它有助于提供集群层面日志。

整体架构

Container

容器，可以是docker启动的一个容器

Pod

• k8s使用Pod来组织一组容器
• 一个Pod中的所有容器共享同一个网络
• Pod是k8s中最小部署单元

Volume

• 声明在Pod容器中可以访问的文件目录
• 可以被挂载在Pod中一个或多个容器指定路径下
• 支持多种后端存储对象（本地存储、分布式存储、云存储…）

Controllers

更高层次对象，部署和管理Pod

• ReplicaSet： 确保预期的Pod副本数量
• Deplotment：无状态应用部署
• StatefulSet：有状态应用部署
• DaeemonSet：确保所有Node都运行一个指定Pod
• Job：一次性任务
• Cronjob：定时任务

Deployment

• 定义一组Pod的副本数目、版本等
• 通过控制器（Controller）维持Pod数目
• 通过控制器以指定的策略控制版本（滚动升级、回滚等）

Service

• 定义一组Pod的访问策略
• Pod的负载均衡，提供一个或多个Pod的稳定访问地址
• 支持多种方式（ClusterIP、NodePort、LoadBalance）

Label：标签，用于对象资源的查询、筛选

Namespace： 命名空间

• 一个集群内部的逻辑隔离机制（鉴权、资源）
• 每个资源都属于一个namespace
• 同一个namespace所有的资源名不能重复
• 不同的namespace资源名可以同名

流程

API

1.通过API来操作整个集群
2.通过kubectl、ui、curl最终发送http+json/yaml方式的请求给API Server，然后控制k8s集群。