【k8s集群应用】Kubernetes 容器编排系统

Kubernetes 容器编排系统

背景与发展

更高级的容器编排工具：

工具名称	描述	所属公司/组织
docker-swarm	Docker旗下的容器跨主机编排工具，是实现在多机上Docker容器及其管理调度的工具	Docker
mesos + marathon	mesos：分布式资源管理框架，可以对集群中的多台主机的硬件资源进行统一调度和管理 marathon：mesos的容器编排框架，用来调度和运行容器服务	Apache
kubernetes	Google旗下的容器跨主机编排工具，已经成为当前容器编排工具的事实标准	Google

物理机时代
物理机存在诸多局限，如部署慢、成本高、资源浪费以及扩展和迁移困难。每台物理服务器需要单独安装操作系统和应用程序环境，配置繁琐且硬件资源利用率低。
虚拟机时代
虚拟机（如VMware）通过虚拟化技术解决了物理机的部分问题。虚拟机可以在物理机上快速部署，实现资源池化，提高资源利用率，并通过资源隔离确保虚拟机之间的独立性。然而，虚拟机仍需安装完整的操作系统，导致资源消耗较大。
容器化时代
容器化技术（如Docker）进一步解决了虚拟机的缺点。容器共享主机操作系统内核，无需安装完整的操作系统，从而实现了更高效的资源利用。容器具有一致的运行环境，启动速度快，且镜像体积小，便于分发和管理。然而，单机上的容器编排存在诸多挑战，如节点管理、负载均衡、自动化运维等。

Kubernetes 基本概念

全称与缩写
全称为 Kubernetes (K12345678S)（简称K8s）是一个用于自动部署、扩展和管理容器化应用程序的开源系统。K8s的名字来源于希腊语的舵手或飞行员，寓意着它作为容器集群的“领航者”。

由来与发展
K8s起源于Google的Borg系统(博格系统，google内部使用的大规模容器编排工具)，后经GO语言重写并捐献给云原生计算基金会（CNCF）开源。随着容器的广泛使用，K8s已成为容器编排工具的事实标准。

作用与特点
K8s是一个生态极其丰富的容器编排框架工具，负责自动化运维管理多个容器化程序。它提供了自动化管理、弹性伸缩、高可用性、负载均衡和跨平台支持等特点，大大提高了应用部署和管理的效率。

Kubernetes 集群架构与组件

主从设备模型
K8s采用主从设备模型（Master-Slave架构），其中Master节点负责集群的调度、管理和运维，而Worker Node节点则负责运行工作负载。
Master组件

• API Server：集群的统一入口，负责处理RESTful API请求。
• Scheduler：负责根据调度算法将Pod调度到合适的Node上。
• Controller Manager：负责集群内各种资源的自动化管理，如ReplicaSet、Deployment等。
• etcd：一个高可用的分布式键值数据库，用于存储集群的配置信息和状态。

Worker Node组件

• kubelet：Node的代理，负责监听API Server的指令并执行相应的操作。
• kube-proxy：实现Service的负