第01讲：什么是kubernetes

Posted 2023-01-15 大坏蛋^_^

一、什么是k8s？

        kubernetes，简称 K8s，是用 8 代替 8 个字符“ubernete”而成的缩写。是一个开源 的，用于管理云平台中多个主机上的容器化的应用，Kubernetes 的目标是让部署容器化的 应用简单并且高效(powerful),Kubernetes 提供了应用部署，规划，更新，维护的一种机制。
        传统的应用部署方式是通过插件或脚本来安装应用。这样做的缺点是应用的运行、配 置、管理、所有生存周期将与当前操作系统绑定，这样做并不利于应用的升级更新/回滚等 操作，当然也可以通过创建虚拟机的方式来实现某些功能，但是虚拟机非常重，并不利于 可移植性。
        新的方式是通过部署容器方式实现，每个容器之间互相隔离，每个容器有自己的文件 系统 ，容器之间进程不会相互影响，能区分计算资源。相对于虚拟机，容器能快速部署， 由于容器与底层设施、机器文件系统解耦的，所以它能在不同云、不同版本操作系统间进 行迁移。
        容器占用资源少、部署快，每个应用可以被打包成一个容器镜像，每个应用与容器间 成一对一关系也使容器有更大优势，使用容器可以在 build 或 release 的阶段，为应用创 建容器镜像，因为每个应用不需要与其余的应用堆栈组合，也不依赖于生产环境基础结构， 这使得从研发到测试、生产能提供一致环境。类似地，容器比虚拟机轻量、更“透明”， 这更便于监控和管理。
        Kubernetes 是 Google 开源的一个容器编排引擎，它支持自动化部署、大规模可伸缩、 应用容器化管理。在生产环境中部署一个应用程序时，通常要部署该应用的多个实例以便 对应用请求进行负载均衡。
        在 Kubernetes 中，我们可以创建多个容器，每个容器里面运行一个应用实例，然后通 过内置的负载均衡策略，实现对这一组应用实例的管理、发现、访问，而这些细节都不需 要运维人员去进行复杂的手工配置和处理。

二、为什么要使用k8s？

• k8s是谷歌在2014年开发的开源的容器化集群管理系统
• 使用k8s进行容器化应用的集群部署
• 使用k8s利于应用的扩展，提供了必docker跟高级的功能
• k8s的目标是让部署容器化应用更加的简洁和高效

三、k8s有哪些功能？

• 自动装箱
  • 基于容器对应用运行环境的资源配置要求自动部署应用容器
• 自我修复(自愈能力)
  • 当容器失败时，会对容器进行重启
  • 当所部署的 Node 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，会关闭此容器直到容器正常运行时，才会对外提供服务
• 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，对应用容器进行规模扩大 或规模剪裁
• 服务发现（负载均衡）
  • 用户不需使用额外的服务发现机制，就能够基于 Kubernetes 自身能力实现服务发现和 负载均衡
• 滚动更新
  • 可以根据应用的变化，对应用容器运行的应用，进行一次性或批量式更新
• 版本回退
  • 可以根据应用部署情况，对应用容器运行的应用，进行历史版本即时回退
• 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。
• 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数据持久化非常重要存储系统可以来自于本地目录、网络存储(NFS、Gluster、Ceph 等)、公共云存储服务
• 批处理
  • 提供一次性任务，定时任务;满足批量数据处理和分析的场景

四、k8s有哪些组件？

4.1、k8s集群中的架构组件

k8s集群架构

01、主控节点Master Node

        k8s 集群控制节点，对集群进行调度管理，接受集群外用户去集群操作请求;Master Node 由 API Server、Scheduler、ClusterState Store(ETCD 数据库)和 Controller MangerServer 所组成。

master组件（进行管理操作）

• apiserver
  • 集群统一入口，各个组件的协调者，以restful方式交给etcd进行存储
• scheduler
  • 节点的调度，即选择node节点，进行应用的部署
• controller-manager
  • 处理集群中一些常规的后台任务，一个资源的操作会对应一个Controller
• etcd
  • 用于保存集群中各种数据的存储系统

02、工作节点Worker Node

集群工作节点，运行用户业务应用容器;
Worker Node 包含 kubelet、kube proxy 和 ContainerRuntime;

Node组件

• kubelet
  • master派到node节点的代表，作用是管理当前节点容器的
• kube proxy
  • 提供网络代理，可以用于实现负载均衡等操作

4.2、k8s的核心概念

01、Pod

• k8s中最小的部署单元，是一组容器的集合
• 同一个Pod中的容器是共享网络的，类似Java中的单例模式
• Pod的生命周期是短暂的

02、Controller

• 确保预期的Pod副本的数量
• 无状态的应用部署（随便用）
• 有状态的应用部署（有特定条件才可以使用）
• 确保所有nod运行同一个Pod
• 一次性任务和定时任务

03、Service

• 定义一组Pod的访问规则
• 统一入口进行访问