k8s：快速入门

Posted 2021-09-19 neozheng

Kubernetes 优势：

1. 自动装箱，水平扩展，自我修复
2. 服务发现和负载均衡
3. 自动发布（默认滚动发布模式）和回滚
4. 集中化配置管理和密钥管理
5. 存储编排
6. 任务批量运行

 

k8s四组基本概念：

• Pod/Pod控制器
• Name/Namespace
• Label/Label选择器
• Service/Ingress

 

Pod ：

1、Pod 是K8S里能够被运行的最小逻辑单元（原子单元） 

2、1个Pod中可以运行多个容器，它们共享 UTS + NET + IPC 名称空间

3、一个POD可以运行多个容器，又叫：边车(SideCar)模式

Pod控制器：

Pod控制器是Pod启动的一种模板，用来保证K8S里启动的POD始终按照人们预期运行（副本数、生命周期、健康状态检查等）；

K8S提供了众多的POD控制器，常用的有以下几种：

• Deployment
• DaemonSet
• ReplicaSet
• StatefulSet
• Job
• Cronjob

 

Name：

1、由于K8S内部，使用“资源”来定义每一种逻辑概念（功能），故每种“资源”，都应该有自己的“名称”；

2、“资源”有：api版本（apiVersion），类别（kind），元数据（metadata），定义清单（spec），状态（status）等配置信息；

3、“名称”通常定义在“资源”的“元数据”信息里。

Namespace：

1、随着项目、人员的增多和集群规模的扩大，需要一种能够隔离K8S内各种“资源”的方法，这就是名称空间；

2、名称空间可以理解为K8S内部的虚拟集群组；

3、不同名称空间内的“资源”，名称可以相同，相同名称空间内的同种“资源”，“名称”不能相同；

4、合理的使用K8S名称空间，使得集群管理员能够更好的对交付到k8S里的服务进行分类管理和浏览；

5、K8S里默认的名称空间有： default、kube-system、kube-public；

6、查询K8S里特定“资源”要带上相应的名称空间。

 

Lable：

1、标签是K8S特色的管理方式，便于分类管理资源对象；

2、一个标签可以对应多个资源，一个资源也可以有多个标签，它们是多对多的关系；

3、一个资源拥有多个标签，可以实现不同维度的管理；

4、标签的组成：key=value

5、与标签类似，还有一种“注释”（annotation）

Lable选择器：

1、给资源打卡标签后，可以使用标签选择器过滤指定的标签；

2、标签选择器目前有两个：基于等值关系（等于、不等于）和基于集合关系（属于、不属于、存在）；

3、许多资源支持内嵌标签选择器字段：

　　matchLables

　　matchExpressions

 

Service：

1、在K8S的世界里，虽然每个POD都会分配一个单独的IP地址，但这个IP地址会随着POD的销毁而消失；

2、Service（服务）就是用来解决这个问题的核心概念；

3、一个Service可以看作一组提供相同服务的POD的对外访问接口；

4、Service 作用于哪些POD是通过标签选择器来定义的。

Ingress：

1、Ingress是K8S 集群里工作在OSI网络模型下，第7层的应用，对外暴露的接口；

2、Service只能进行L4流量调度，表现形式是 ip + port；

3、Ingress 则可以调度不同业务域、不同URL访问路径的业务流量。

 

核心组件

核心组件包括：

配置存储中心 -> etcd 服务；

主控（master）节点；

• kube-apiserver 服务
• kube-controller-manager 服务
• kube-scheduler 服务

运算（node）节点：

• kube-kubelet 服务
• kube-proxy 服务

 

apiserver 服务的作用：

1、提供了集群管理的REST API接口（包括鉴权、数据校验及集群状态变更）；

2、负责其他模块之间的数据交互，承担通信枢纽功能；

3、资源配额的入口；

4、提供完备的集群安全机制。

controller-manager服务：由一系列控制器组成，通过 apiserver 监控整个集群的状态，并确保集群处于预期的工作状态；包括有：Node Controller，Deployment  Controller，Service Controller， Volume Controller， Endpoint  Controller，Garbage Controller， Namespace Controller， Job Controller， Resource quta  Controller 等。

scheduler 服务：主要功能是接收调度pod适合的运算节点上；预算策略（predict）; 优先策略（priorities） 

kubelet 服务：

　　1、简单来说，kubelet 的主要功能就是定时从某个地方获取节点上POD的期望状态（运行什么容器、运行的副本数量、网络或者存储如何配置等等），并调用对应的容器平台接口达到这个状态；

　　2、定时汇报当前结点的状态给 apiserver，以供调度的时候使用；

　　3、镜像和容器的清理工作，保证节点上镜像不会占满磁盘空间，退出的容器不会占用太多资源。

kube-proxy 服务：

　　1、是K8S在每个节点上运行网络的代理，service资源的载体；

　　2、建立了POD网络和集群网络的关系（cluster ip -> pod ip）；

　　3、常用三种流量调度模式：Userspace（废弃）、 Iptables（濒临废弃）、 Ipvs（推荐）；

　　4、负责建立和删除包括更新调度规则、通知 apiserver 自己的更新、或者从 apiserver 那里获取其它 kube-proxy 的调度规则变化来更新自己。

 

k8s 三条网络示意图：

节点网络就是运算节点宿主机网络；所有的pod网络都是从宿主机上 NAT 出来的；kube-proxy 把 pod 网络和 service 网络连接了起来，注意：service 网络是一个虚的网络

 

k8s 逻辑架构图：

 

CLI客户端

k8s的客户端为 kubectl

 

核心附件

核心附件包括：

CNI网络插件 -> flannel/calico

服务发现插件 -> coredns

服务暴露插件 -> traefik

GUI管理插件 -> Dashboard

 

Code your future.