kubernetesday01-优快云博客

kubernetes集群组件和架构

一、相关组件

1、控制面板组件（Master）–主节点

kube-api-server
- 基于REST风格开放的k8s接口服务
kube-controller-manager
- 控制器管理器，管理各个类型的控制器和k8s内部
cloud-controller-manager
- 云控制管理器，第三方云平台提供的支持k8s的API接口的管理器
kube-scheduler
- 调度器，负责把Pod基于一定算法，调用到合适的节点
etcd
- 支持k8s高可用的持久化存储的分布式数据库

2、节点组件（Node）–副节点

kubelet
- 负责Pod的生命周期、存储、网络等管理
kube-proxy
- 负责网络代理、负载均衡（4层负载）、Service服务等等
Pod
- 内部运行容器，一个Pod可运行多个容器（至少一个）
container-runtime
- 容器运行环境：docker（较流行）、containerd、CRI-O

3、附加组件（可选）

kube-dns
- 管理域名
Ingress Controller
Prometheus
- 监控
Dashboard
Federation

二、分层架构

1、生态系统

2、接口层

3、管理层

4、应用层

5、核心层

三、客户端

客户端操作方法：

kubectl（命令行工具）【CTL】
Dashboard（官方自带或第三方的可视化界面）【UL】–user interface

客户端通过调用API接口访问主节点，主节点的kube-api-server再进行操作，对接不同API接口到副节点的Pod进行容器操作

核心概念和专业术语

一、服务的状态

无状态应用
- 不会对本地环境产生环境依赖，不会将数据存储到本地，eg：Nginx、Apache
有状态应用
- 会对本地环境产生环境依赖，如将数据存储到本地磁盘，eg：Redis、MySQL

二、资源和对象

资源类似Java的类，对象就是基于这个类创建的对象

资源的部分分类：

元数据型
- Horizontal Poad Autoscaler(HPA)
  - 弹性收缩和扩容
- PodTemplate
  - 包含Pod定义，控制器用来创建Pod的模板
- LmitRange
  - 对资源请求进行配置限制
集群级
- NameSpace（命名空间）
- Node（节点）
  - 本质不是由k8s创造，而是由k8s创建管理其中的资源
- ClusterRole
  - 类似角色身份
- ClusterRoleBinding
  - 将角色（Role 或 ClusterRole）与用户、组或服务账户绑定到集群
命名空间级（包含于集群内部）【重点】
- 工作负载型—Pod（k8s中最小的可部署单元，每个Pod都有一个pause容器来共享资源）
  - 副本（replica），基于同一个 PodTemplate 创建的多个 Pod
    实现高可用性、负载均衡、弹性伸缩
  - 控制器（controller），是 Kubernetes 中用于管理 Pod 副本的机制。它负责确保 Pod 的副本数量符合预期，并且在 Pod 发生故障时自动重启或重新创建 Pod。
  ①适用无状态服务Deployment（首选）：用于管理无状态应用的 Pod 副本。它可以确保指定数量的 Pod 副本始终运行，并支持滚动更新、暂停恢复、平滑宽容缩容。
  
  ②使用有状态服务StatefulSet：用于管理有状态应用的 Pod 副本。它为每个 Pod 提供稳定的网络身份和持久化存储。
  可对有状态服务器的DNS进行管理，实现稳定的网络标志 Headless Service
  还可以对数据进行管理，实现持久化存储，避免数据丢失 VolumeClaim Template
  同时实现有序的恢复删除，伸缩扩容
  
  ③守护进程DaemonSet：确保在集群中的每个节点上运行一个 Pod 副本，通常用于运行集群级别的服务，如日志收集器或监控代理。
  如kube-proxy、Prometheus等
  
  ④任务Job：用于运行一次性任务，例如批量处理任务或数据迁移任务。它会创建一个或多个 Pod 来完成任务，并在任务完成后Pod自动清理。
  
  ⑤定时任务CronJob：用于运行定时任务，例如每天或每周运行一次的任务。
- 服务发现
  - Service
    
    实现集群内部网络的调用，主控东西流量（横向流量），如对同一个集群中的节点进行互相访问
  - Ingress
    
    将集群内部服务暴露到外部网络，主控南北流量（纵向流量），如外部用户要访问内部节点
存储
- Volume
  
  类似docker中的数据卷，用来持久化数据
- CSI
  
  可看作是一个对volume插件的一个标准化的接口，通过CSI，Kubernetes可以与各种存储系统（如本地存储、网络存储等）进行交互，为容器化应用提供持久化存储
特殊类型配置
- ConfigMap
  
  是一种存储配置数据的API对象，用于存储非敏感信息（如配置文件、环境变量等）。
- Secret
  
  是用于存储敏感信息（如密码、OAuth令牌、SSH密钥等）的API对象。它与ConfigMap类似，但提供了额外的安全性，例如数据加密存储。
- DownwardAPI
  
  是一种将Pod和容器的元数据（如名称、IP地址、资源限制等）注入到容器中的机制，可以让我们的容器获得Pod和容器的信息，可以通过环境变量或数据卷挂载进行暴露
其他
- Role
- RoleBinding
  
  将角色（Role 或 ClusterRole）与用户、组或服务账户绑定到命名空间