2021最新 10分钟给你讲清楚Kubernetes

Kubernetes容器编排系统背后的概念可能很难理解。这里做了一个简单的类比:把房子里的房间出租,帮助你了解Kubernetes是如何工作的。

 

如何在房子里出租房间

想象一下你拥有一座有10个房间的房子。你想通过在线住宿服务出租其中的三个房间。你有两个选择:发布广告,自己管理一切;雇人帮你做。

想省事儿,你决定雇佣一个租赁代理来处理这些事情。你与代理的合同规定:

  • ——在任何时候,都应该有三个房间出租给客人。
  • ——每个房间有两张床。
  • ——每次客人预订时,钥匙都需要在适当的时间交给客人。
  • ——每次客人离开时,房间都要打扫干净。
  • ——如果有太多的预订请求(例如在假日期间),那么可预订的房间可以从3个增加到10个。

就这样!你不用操什么心了,愿意的话可以不时地用电话联系代理了解情况。

如何管理租赁

代理雇佣员工来满足你的需求。假设有三个员工管理三个房间:一号房间预订后,员工一确保房间状况良好,提供钥匙,清洁服务等。

床是最基本的实体,因为它是客人过夜的最低要求。

代理将员工、房间、床位、预订等所有信息保存在笔记本上。代理还记录员工的休假时间,以便在某个员工生病或休假时将另一名员工分配到房间。代理根据需要使用电话联系员工。

当客人在线预订房间时,预订会被重定向到一个确保该房间准备就绪的员工。客人来了,拿到钥匙,晚上睡在床上,走的时候打扫房间,然后重复这个循环。

这听起来很简单,但这和Kubernetes有什么关系?

Kubernetes的类似之处

你通过雇用其他员工的代理实现自动化,这与Kubernetes对应用程序的操作类似。下面是它的工作原理。

假设你是一个应用程序开发者。类比出租房中最基本的实体是床,应用程序(满足用户需求的最基本实体)运行在容器中。应用程序的“房间”称为pod,它是应用程序运行的地方。

节点或工作节点本质上是一台运行pod的机器。

代理的员工确保客房功能齐全。在Kubernetes里,你没有员工,但有kubelet。kubelet是节点内的一个代理,它确保在该节点内运行的pod是健康的。

租赁代理对应于Kubernetes中的两件事:kube-scheduler和kube-controller manager。就像代理决定应该将哪个房间分配给哪个员工一样,kube-scheduler根据可用的资源及其需求来决定哪个pod在哪个节点上运行。记住,节点是一台机器,而pod在节点内运行。就像代理决定员工下班时要做什么一样,kube-controller manager决定当节点宕机或机器因任何原因停止工作时该做什么。

代理的笔记本上记录了关于出租多少房间、有多少张床空着、哪个员工在做什么等所有细节,它与etcd数据存储相对应。这就是配置数据存储的地方,例如,如果你需要三个pod一直在运行。

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Kubernetes中的主节点和worker节点类似于代理和员工用来通信的电话。主API-server类似于代理的电话,而每个worker节点的kube-proxy则类似于员工的电话。

API-server、etcd、kube-controller manager和kube-scheduler组成了这个Kubernetes实例的控制中心。

部署

你(房主)和代理之间的合同相当于在Kubernetes中的部署。部署包括一组需求,比如需要运行多少个pod,需要什么资源(例如CPU)等。Kubernetes确保无需人工干预即可满足这些要求。

还记得协议中的额外条款吗?如果有太多客人预订,该怎么办?这相当于Kubernetes中的自autoscaling。这意味着Kubernetes可以扩展你的服务,随着应用程序用户的增加,为你提供更多的pod,就像你可以在更多的客人试图预订时提供更多的房间一样。正如你不能将预订扩展到超过10个房间一样,你可能需要为自动缩放设置一个上限,因为你不能随意地继续增加pod。

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<think>好的,用户让我介绍一下Kubernetes是什么,而且希望用中文回答。首先,我需要确定用户对Kubernetes的了解程度。可能用户是刚接触容器技术,或者听说过Kubernetes但不太清楚具体细节。接下来,我应该从基础讲起,解释Kubernetes的核心概念和用途。 Kubernetes是一个容器编排平台,所以需要先简要提一下容器化的背景,比如Docker,这样用户能明白为什么需要编排工具。然后说明Kubernetes的主要功能,比如自动化部署、扩展和管理容器应用。用户可能想知道它能解决什么问题,比如在大规模环境中管理多个容器的复杂性。 还要提到Kubernetes的起源,由Google开发后交给CNCF,这样用户了解它的可靠性和社区支持。然后,核心功能部分需要分点说明,比如自动扩缩、服务发现、滚动更新、自愈能力等,这样结构清晰。 用户可能对架构也感兴趣,所以需要简要介绍Master节点和Worker节点,以及各个组件的作用,比如API Server、Controller Manager、kubelet等。不过这部分可能会比较复杂,所以保持简洁,避免太过技术化。 最后,应用场景和优势部分可以让用户明白Kubernetes适合哪些情况使用,比如微服务、混合云等。同时,强调它的优势,如开源、跨云支持、弹性伸缩,帮助用户评估是否适合他们的需求。 需要注意的是,用户可能没有技术背景,所以要用通俗易懂的语言,避免过多术语。同时,检查有没有拼写错误,确保信息准确,比如Kubernetes的发音和缩写(k8s)是否正确。另外,确认最新的信息,比如当前的维护机构CNCF,确保内容不过时。 总结回答结构:定义、起源、核心功能、架构概述、应用场景、优势。这样用户能逐步了解Kubernetes的全貌,满足不同层次的信息需求。K</think>ubernetes(发音为 **koo-ber-net-eez**,常缩写为 **K8s**)是一个开源的**容器编排平台**,用于自动化部署、扩展和管理容器化(Containerized)应用程序。它最初由 Google 设计并开源,现由 **云原生计算基金会(CNCF)** 维护,是云计算领域最核心的基础设施工具之一。 --- ### **为什么需要 Kubernetes?** 随着容器技术(如 Docker)的普及,开发人员可以轻松将应用打包成独立的容器。但在生产环境中,管理成百上千个容器会面临复杂问题: - **如何保证应用高可用性?** - **如何实现故障自愈?** - **如何管理网络和存储?** Kubernetes 正是为了解决这些问题而诞生,它让大规模容器集群的管理变得高效、可靠。 --- ### **核心功能** 1. **自动化运维** - **自动扩缩容**:根据 CPU、内存等指标动态调整容器数量。 - **自愈能力**:自动重启故障容器、替换异常节点。 - **滚动更新**:逐步更新应用版本,避免服务中断。 2. **服务发现与负载均衡** - 自动为容器分配 IP 地址和 DNS 名称,并通过负载均衡分发流量。 3. **存储管理** - 支持多种存储系统(如本地磁盘、云存储),动态挂载到容器。 4. **配置与密钥管理** - 集中管理敏感信息(如密码、API 密钥),避免硬编码。 5. **跨环境运行** - 可在物理机、虚拟机、公有云、私有云或混合云中部署,实现“一次部署,随处运行”。 --- ### **核心架构** Kubernetes 集群由两类节点组成: 1. **Master 节点(控制平面)** - **API Server**:接收用户操作指令(如创建、删除容器)。 - **Controller Manager**:监控集群状态,确保实际状态与预期一致。 - **Scheduler**:决定将容器调度到哪个节点运行。 - **etcd**:分布式键值数据库,存储集群所有配置和状态。 2. **Worker 节点(工作节点)** - **kubelet**:与 Master 通信,管理本节点的容器。 - **kube-proxy**:处理网络通信和负载均衡。 - **容器运行时**(如 Docker):实际运行容器的软件。 --- ### **典型应用场景** - **微服务架构**:管理大量松散耦合的服务。 - **持续交付(CI/CD)**:自动化测试、构建和部署。 - **混合云/多云部署**:统一管理跨云平台的资源。 - **大数据与机器学习**:弹性扩展计算资源处理任务。 --- ### **优势** - **开源生态丰富**:拥有庞大的工具链和社区支持。 - **标准化**:成为云原生应用的“通用语言”,主流云厂商均提供托管版(如 AWS EKS、Google GKE)。 - **弹性伸缩**:轻松应对流量高峰,优化资源利用率。 --- ### **学习资源** - 官方文档:[kubernetes.io](https://kubernetes.io/) - 实践工具:Minikube(本地单节点集群)、Kind(基于 Docker 的集群) 简单来说,Kubernetes 是现代化应用运维的“大脑”,让开发者专注于业务逻辑,而非底层基础设施的复杂性。
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