k8s(kubernetes）一：基础

一：简介

• 背景：由google开发，基于borg系统

• borg:google内部的一个大规模的集群管理系统，构建于容器技术之上，主要目的是为了实现资源管理的自动化，以及跨节点的资源复用率的最大化。

• 什么是k8s:简单说来，k8s就是一款容器编排工具

• 为什么要用k8s

  • 可移植：支持公有云、私有云...

  • 可扩展：模块化，插件化，可挂载，可组合

  • 自动化：自动部署，自动重启，自动复制，自动伸缩

• k8s特性

  • 自动装箱：构建于容器之上，基于资源依赖以及其它约束自动完成容器的部署，而且不会影响可用性

  • 自我修复：支持容器故障后自动重启、节点故障后重新调度，以及其它可用节点，健康状态检查等自我修复机制

  • 水平扩展：支持通过简单命令或UI进行水平扩展，以及基于CPU等资源负载率的自动水平扩展机制

  • 服务发现与负载均衡：k8s通过KubeDNS为系统内置服务发现功能，Service可以通过iptables或者ipvs内建负载均衡机制

  • 自动发布和回滚：k8s支持“灰度”更新应用程序以及配置信息。监控更新过程中应用程序的健康状况，如果产生故障， 立即执行回滚操作

  • 密钥和配置管理：k8s包含了一个叫做ConfigMap的组件，该组件实现了数据与docker镜像的解耦，在需要的时候，只需对配置做出变更，不需要重新构建docker镜像。

  • 存储编排：k8s支持pod对象按照需求自动挂载不同类型的存储系统，包括本地存储，云服务端，网络存储等

  • 批处理：k8s支持CI(可持续集成)

• k8s基本概念

  • 说明：k8s使用共享网络将多个物理机或者虚拟机汇集到一个集群中，在服务器之间进行通信

  • 集群中的节点分为master和worker

  • 集群中的主机，既可以是物理机，也可以虚拟机

• master：

  • 概念：集群中的网关和中枢

  • 任务

    • 为用户和客户端暴露API

    • 跟踪其它服务器的健康状态

    • 调度任务，进行负载均衡

    • 编排其它组件之间的通信

• node

  • 概念：k8s集群中的工作节点

  • 任务：接收worker的工作指令，概念指令进行相应的操作

• 资源抽象

  • pod：k8s最小调度单元，一般情况下，k8s不会直接运行容器，而是使用一个抽象的资源来封装一个或者多个容器，这个抽象就是pod.同一个pod中的容器，共享网络，共享存储，可以通过本地回环网络lo直接通信，但他们彼此又在Mount, User, PID等空间保持隔离

    

  • label：将资源进行分类的标识符，label在创建之后，可以任意添加和修改，一个对象可以拥有多个label.一个label也可以附加于多个对象。

  

  • 标签选择器(label selector)：一种根据label进行过滤，筛选符合条件的资源对象的机制。

  

  • pod控制器：用于自动管理Pod对象

  • 服务资源(service)：service表示建立在一组pod对象之上的资源抽象，它主要是通过标签选择器选定一组对象，为这一组对象定义一个统一的固定访问入口，一般是IP地址。在大多数时候，请求到达service IP之后，通过相应的负载均衡分配到service中的各个端点(各个pod对象之上)

  

  • 存储卷：与docker volume类似

  • Name：表示k8s集群中资源对象的标识符

  • Namespace：name的作用域，namespace通常用于实现项目的资源隔离，形成逻辑分组

  

  • Annotation：记录辅助信息

    • 构建、发布的镜像信息

      • 时间戳

      • 发行ID

      • 编号

      • 镜像仓库地址

    • 一些日志记录，监视，分析

    • 用户或者系统来源

  • Ingress：k8s将pod对象和外部网络环境进行隔离，pod和service等对象间的通信，使用内部专用地址，如果需要开放某些pod对象提供给外部用户访问，则需要为请求流量打开一个通往k8s集群内部的通道，ingress也是这类通道的实现方式之一。

二. k8s网络模型

• 整体网络模型架构如下：

• k8s的网络中主要存在4种不同类型的通信

  • 同一pod内的容器之间的通信

  • pos之间的通信

  • pod与service之间的通信

  • 集群外部的流量与service之间的通信

• k8s网络模型实现机制的特点

  • 所有pod之间均可以不经过NAT机制而直接通信

  • 所有节点均可以不经过NAT机制而直接与容器通信

  • 容器自己使用的IP地址也就是其它容器或者节点直接看到的IP地址

3. k8s基本操作

下载地址：https://github.com/kubernetes/kubernetes

1:go环境下的安装

go get -d k8s.io/kubernetes
cd $GOPATH/src/k8s.io/kubernetes
make

 2:docker环境下的安装

git clone https://github.com/kubernetes/kubernetes
cd kubernetes
make quick-release

3:release直接安装

地址：https://github.com/kubernetes/kubernetes/releases

 .tar.gz中包含k8s的文档，服务程序文件，示例

https://kubernetes.io/zh/docs/home/

---