k8s介绍-组件架构-核心

一、Kubernetes介绍

1、什么是Kubernetes？

用于自动部署、扩展和管理“容器化( containerized) 应用程序”的开源系统

可以理解成K8S是负责自动化运维管理多个容器化程序(比如Docker)的集群，是–个生态极其丰富的容器编排框架工具

由来：

k8S由google的Borg系统(博格系统，google内部使用的大规模容器编排工具)作为原型，后经G0语言延用Borg的思路重写并捐献给CNCF基金会开源

含义：

词根源于希腊语的舵手、飞行员

官网:

[https://kubernetes.io](https://kubernetes.io/)

GitHub: https://github.com/kubernetes/kubernetes

2、为什么需要Kubernetes，它能做什么？

**容器是打包和运行应用程序的好方式。**在生产环境中，你需要管理运行应用程序的容器，并确保不会停机。 例如，如果一个容器发生故障，则需要启动另一个容器。如果系统处理此行为，会不会更容易？

这就是 Kubernetes 来解决这些问题的方法！ Kubernetes 为你提供了一个可弹性运行分布式系统的框架。 Kubernetes 会满足你的扩展要求、故障转移、部署模式等。

K8S是Google开源的容器集群管理系统，在Docker等容器技术的基础上，为容器化的应用提供部署运行、资源调度、服务发现和动态伸缩等一系列完整功能，提高了大规模容器集群管理的便捷性。 其主要功能如下：

1. 使用 Docker 等容器技术对应用程序包装（package）、实例化（instantiate）、运行（run）。
2. 以集群的方式运行、管理跨机器的容器。
3. 解决 Docker 跨机器容器之间的通讯问题。
4. K8S 的自我修复机制使得容器集群总是运行在用户期望的状态。

3、k8s的特性

●弹性伸缩

使用命令、UI或者基于CPU使用情况自动快速扩容和缩容应用程序实例，保证应用业务高峰并发时的高可用性:业务低峰时回收资源，以最小成本运行服务

●自我修复

在节点故障时重新启动失败的容器，替换和重新部署，保证预期的副本数量:杀死健康检查失败的容器，并且在未准备好之前不会处理客户端请求,确保线上服务不中断

●服务发现和负载均衡

K8s为多个容器提供一-个统一访问入口(内部IP地址和一个DNS名称)，并且负载均衡关联的所有容器，使得用户无需考虑容器IP问题

●自动发布(默认滚动发布模式)和回滚

K8S采用滚动更新策略更新应用，一次更新一个Pod，而不是同时删除所有Pod，如果更新过程中出现问题，将回滚更改，确保升级不受影响业务

●集中化配置管理和密钥管理

管理机密数据和应用程序配置，而不需要把敏感数据暴露在镜像里，提高敏感数据安全性。并可以将一些常用的配置存储在K8S中，方便应用程序使用

●存储编排，支持外挂存储并对外挂存储资源进行编排

挂载外部存储系统，无论是来自本地存储，公有云( 如AWS)，还是网络存储( 如NFS、Glusterfs、Ceph) 都作为集群资源的一部分使用， 极大提高存储使用灵活性

●任务批处理运行

提供一次性任务，定时任务:满足批量数据处理和分析的场景

K8s解决了裸跑docker的若干痛点:

1. 单机使用，无法有效集群
2. 随着容器数量的上升，管理成本攀升
3. 没有有效的容灾、自愈机制
4. 没有预设编排模板，无法实现快速、大规模容器调度
5. 没有统一的配置管理中心工具
6. 没有容器生命周期的管理工具
7. 没有图形化运维管理工具

二、k8s集群架构与组件

K8s是属于主从设备模型(Master-Slave 架构)，即有Master 节点负责集群的调度、管理和运维，Slave 节点是集群中的运算工作负载节点

在K8S中，主节点一般被称为Master 节点，而从节点则被称为Worker Node 节点，每个Node 都会被Master 分配一些工作负载

Master组件可以在群集中的任何计算机上运行，但建议Master节点占据一个独立的服务器

因为Master是整个集群的大脑，如果Master所在节点宕机或不可用，那么所有的控制命令都将失效

除了Master， 在K8s集群中的其他机器被称为Worker Node节点，当某个Node宕机时，其上的工作负载会被Master自动转移到其他节点上去

组件	作用
master节点	集群控制管理节点，所有的命令都经由master处理