k8s概念理解

最新推荐文章于 2025-10-29 09:44:33 发布

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#k8s #docker

最近被k8s概念撩动，所以准备了解k8s的原理。

在了解原理之前，先对k8s的几个概念进行整理归纳，做到知己知彼。

先放上参考链接 http://www.dockone.io/article/932 （十分钟带你理解Kubernetes核心概念），受益匪浅，十分感谢。

进入正题。

先放上链接中严谨的对kubernetes的描述：Kubernetes（k8s）是自动化容器操作的开源平台，这些操作包括部署，调度和节点集群间扩展。也就是通过集合Docker、Rocket等容器技术为组件，来达到在一个平台上对容器的自动化控制，解放人力的同时提高业务系统强度与稳定性的目的。

链接里总结了k8s的能力：

自动化容器的部署和复制
随时扩展或收缩容器规模
将容器组织成组，并且提供容器间的负载均衡
很容易地升级应用程序容器的新版本
提供容器弹性，如果容器失效就替换它，等等...

（胡说）如果说docker等容器是手机上的app的话，那么k8s就是提供搭载app的手机。无论是什么环境，ios也好，安卓也好，塞班也罢，只要有需求，k8s都能提供，并且还装好了用户需要的一切app。奢侈地实现“一个手机挂qq，一个手机打电话”的目标（实际上k8s也鼓励用户这么做）

k8s需要搭建在集群之上，k8s集群中的每一个节点（物理机或者虚拟机）将会扮演不同的角色。先放一张图（转载于链接）

上图可以看到如下组件，使用特别的图标表示Service和Label：

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面试题整理9----谈谈对k8s的理解1

Q先生

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ReplicaSet：适用于需要简单副本管理的应用。Deployment：适用于需要高级部署策略的应用。DaemonSet：适用于需要在每个节点上运行的服务。：适用于有状态应用，需要稳定的网络标识和持久化存储。通过选择合适的控制器，可以更好地满足不同类型应用的需求，提高 Kubernetes 集群的灵活性和可管理性。

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<think>好的，用户希望通俗易懂地理解Kubernetes（k8s）的概念和功能。之前他们问过DevOps与敏捷开发的区别，现在转向K8s，可能需要从基础讲起，避免技术术语过多。根据提供的引用内容，用户给的引用涉及K8s的Namespace、容器运行时、核心概念、etcd和子网查看。需要将这些内容整合到解释中，但要用简单易懂的比喻和例子。首先，用户可能对容器编排不太了解，需要先解释容器是什么，然后说明为什么需要编排。比如，把容器比作集装箱，K8s就像物流管理系统，自动调度和管理这些集装箱。接着，用快递公司的例子来类比K8s的功能，如自动装箱、故障自愈、弹性扩容等。这样用户更容易理解。然后，要结合用户提供的引用内容。比如，Namespace可以用来分类管理服务，就像快递公司分区域存放包裹（引用1）。容器运行时如Docker是实际运行容器的工具（引用2）。K8s的核心是跟踪期望状态和实际状态，自动调整（引用3）。etcd作为存储配置的数据库，只有API Server能读写（引用4），子网管理可能涉及网络配置（引用5），但用户可能更关注整体功能，这部分可以简略带过。需要注意用户之前的对话中提到了DevOps和敏捷，可能需要联系到K8s在DevOps中的作用，比如自动化部署和运维，帮助实现持续交付。但用户当前问题集中在K8s本身，所以重点还是放在基础概念和功能上。用户可能需要避免复杂的术语，所以用快递公司、物流系统这样的比喻会更合适。同时，确保每个核心概念都对应一个简单例子，比如故障自愈就像快递员生病，系统自动换人。弹性扩容就像双十一增加临时仓库。最后，检查是否涵盖了用户提供的引用内容，并确保回答结构清晰，分点解释，使用通俗语言。可能还需要加入示意图或代码示例，但用户要求通俗，所以示意图用文字描述即可。相关问题需要引导用户深入了解，比如架构组件或与Docker的关系。</think>### 用快递公司类比，3分钟搞懂 Kubernetes 的核心原理（结合引用[1][2][3][4][5]的通俗化解读） --- #### **一、本质定位：自动化物流指挥官** 想象你开了一家**全球快递公司**： - 每天要处理 **10万个包裹（容器）** - 包裹需要根据目的地、货物类型自动装箱 - 遇到堵车/天气问题要自动改道 - 双十一订单暴涨时自动增加卡车 **Kubernetes（k8s）就是这家公司的智能调度系统**，它让包裹（容器）的运输（运行）完全自动化[^3]。 --- #### **二、核心功能：物流系统的四大超能力** ##### 1. **自动装箱（调度容器）** - 包裹特征：每个容器都有标签（CPU/内存需求） - 仓库选择：自动找到有空位的货车（节点）装货 - 类比代码： ```bash # 告诉k8s需要什么样的"货车"（节点标签匹配） spec: nodeSelector: disktype: ssd # 引用[2]中的容器运行时环境配置 ``` ##### 2. **故障自愈（自动恢复）** - **场景**：快递员生病（节点宕机） - **系统反应**： 1. 检测到包裹滞留（健康检查失败） 2. 自动启动新快递员（新Pod） 3. 重新分配包裹（容器迁移） - 技术支撑：etcd持续记录所有包裹状态（引用[4]） ##### 3. **弹性扩容（自动增减资源）** - 双十一订单暴增 → 自动租用临时仓库（扩容Pod） - 凌晨订单减少 → 自动退还闲置仓库（缩容） - 原理公式： $$ \text{当前负载} > \text{阈值} \Rightarrow \text{启动新容器} $$ ##### 4. **分区管理（Namespace）** - 华北仓库（namespace: production） - 华南仓库（namespace: test） - 查看分区（引用[5]命令的通俗解释）： ```bash # 就像查看不同仓库的货架编号 etcdctl ls /atomic.io/network/subnets ``` --- #### **三、核心组件拆解（快递公司部门）** | 组件 | 类比 | 核心职责 | |-------------------|----------------------|------------------------------------------| | **API Server** | 总调度台 | 唯一能修改物流计划的中控（引用[4]权限控制） | | **etcd** | 物流数据库 | 记录所有包裹的实时位置和状态（引用[4][5]） | | **kubelet** | 仓库管理员 | 确保本仓库的包裹按要求装卸（节点级代理） | | **Controller** | 应急预案小组 | 检测丢件/延误并启动补救措施（状态比对引用[3]）| --- #### **四、工作流程演示：包裹的一生** 1. **接单**：你提交快递需求（`kubectl create`） 2. **调度**：API Server 检查哪个仓库（节点）有空位 3. **装箱**：kubelet 调用叉车（容器运行时，引用[2]）装货 4. **运输**：包裹（Pod）通过专用车道（CNI网络）运输 5. **监控**：Controller 持续检查是否按时送达（健康检查） --- ### 常见场景通俗解读 - **滚动更新**：旧卡车（旧版本）一边卸货，新卡车（新版本）同时装货，客户无感知 - **服务发现**：每个包裹自带GPS（Service），随时告知当前位置 - **配置管理**：所有司机会自动收到最新交通规则（ConfigMap更新） --- ### 相关问题延伸 1. Kubernetes 如何实现比传统虚拟机更高的资源利用率？ 2. 为什么说etcd是Kubernetes的"心脏"？ 3. 如何用Kubernetes实现电商大促期间的自动扩容？通过这个类比可以发现：**Kubernetes 的本质是通过自动化让软件像物流包裹一样，实现自驱动、自修复、自适应的智能流转**[^3][^4]。