Micro-PaaS(Docker+K8S)

Posted 2020-09-21 netbloomy

1、概述

Docker是一种Linux容器工具集，它是为构建（Build）、交付（Ship）和运行（Run）分布式应用而设计的。

Kubernates:是开源的容器集群管理系统。它构建在Docker技术之上，为容器化的应用提供资源调度、部署运行、服务发现、扩容缩容等一套功能，本质上可看作是基于容器技术的Micro-PaaS平台。

即第三代PaaS的代表性项目。

K8S的核心概念：

Kubernetes的核心概念

Pod:是若干相关容器的组合，Pod包含的容器运行在同一台宿主机上，这些容器使用相同的网络命名空间、IP地址和端口，相互之间能通过localhost来发现和通信。另外，这些容器还可共享一块存储卷空间。在K8s中创建、调度和管理的最小单位是Pod，而不是容器，Pod通过提供更高层次的抽象，提供了灵活的部署和管理模式。

Replication Controller:用来控制管理Pod副本（Replica,或者称为实例），Replication Controller确保任何时候K8s集群中有指定数量的Pod副本在运行。如果少于指定数量的Pod副本，Replication Controller会启动新的Pod副本，反之会杀死多余的副本以保证数量不变。另外，Replication Controller是弹性伸缩、滚动升级的实现核心。

Service:Service是真实应用服务的抽象，定义了Pod的逻辑集合和访问这个Pod集合的策略。Service将代理Pod对象表现为单一访问接口，外部不需要了解后端Pod如何运行，提供了一套简化的服务代理和发现机制。

Label:用于区分Pod、Service、Replication Controller的Key/Value对，实际上，Kubernetes中的任意API对象都可以通过Label进行标识，每个API对象可以有多个Lablel，但是每个Label的Key只能对应一个Value。Label是Service和Replication Controller运行的基础，它们都通过Label来关联Pod，相比于强绑定模型，这是一种非常好的松耦合关系。

Node:K8s属于主从分布式集群架构，K8s Node运行并管理容器。Node作为K8s的操作单元，用来分配给Pod进行绑定，Pod最终运行在Node上，Node可以认为Pod的宿主机。

2、Kubernate的架构和组件

K8s属于主从分布式架构，节点在角色上分为Master和Node。它遵循微服务架构理论，整个系统划分出各个功能独立的组件，组件之间边界清晰，部署简单，可以轻易地运行在各种系统和环境中。

K8s使用Etcd作为存储蹭件，Etcd是一个高可用的键值存储系统，灵感来自于Zk和Doozer，通过Raft一致性算法处理日志复制以保证强一致性。K8s使用Etcd作为系统的配置存储中心，K8s中的重要数据都持久化在Etcd中的，使得k8s架构的各个组件属于无状态，可以更简单地实施分布式集群部署。

K8s Master作为控制节点，调度管理整个系统，包含以下组件。

K8s API Server:作为K8s系统的入口，其封装了核心对象的增删改查操作，以REST API接口方式提供给外部客户和内部组件调用。它维护的REST对象将持久化到Etcd中。

K8s Scheduler:负责集群的资源调度，为新建的Pod分配机器。这部分工作分出来变成一个组件，意味着可以很方便地替换成其他的调度器。

K8s Controller Manager:负责执行各种控制器，目前已经实现很多控制器来保证K8s的正常运行。主要包含的控制器如下

控制器	说明
Replication Controller	管理维护Replication Controller,关联Replication Controller和Pod,保证Replication Controller定义的副本数量与实际运行Pod的数量是一致的。
Node Controller	管理维护Node,定期检查Node的健康状态，标识出失效的Node
Namespace Controller	管理维护Namespace,定期清理无效的Namespace，包括Namespace下的API对象，像Pod、Service和Secret等
Service Controller	管理维护Service，为LoadBalance类型的Service创建管理负载均衡器
Endpoints Controller	管理维护Endpoints，关联Service和Pod，创建Endpoints作为Service的后端，当Pod发生变化时，实时刷新新的Endpionts.
Service Account Controller	管理维护
Persistent Volume Controller	管理维护
Daemon Set Controller	管理维护
Deployment Controller	管理维护
Job Controller	管理维护
Pod Autoscaler Controller	管理维护