kubernetes

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k8s简介

kubernetes官网

Kubernetes是一个全新的基于容器技术的分布式架构领先方案，Kubernetes(k8s)是Google开源的容器集群管理系统。在Docker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

Kubernetes特性：

快速部署应用
快速扩展应用
无缝对接新的应用功能
节省资源，优化硬件资源的使用

Kubernetes 特点:

可移植: 支持公有云，私有云，混合云，多重云（multi-cloud）
可扩展: 模块化, 插件化, 可挂载, 可组合
自动化:自动部署，自动重启，自动复制，自动伸缩/扩展

k8s总体架构

在这里插入图片描述
k8s就是一个组合多台主机的资源整合成一个大的资源地，并统一对外进行计算、存储等能力的集群

在这里插入图片描述

K8s总体架构

K8s集群由两节点组成：Master和Node。在Master上运行etcd,Api Server,Controller Manager和Scheduler四个组件。后三个组件构成了K8s的总控中心，负责对集群中所有资源进行管控和调度.在每个node上运行kubectl,proxy和docker daemon三个组件,负责对节点上的Pod的生命周期进行管理，以及实现服务代理的功能。另外所有节点上都可以运行kubectl命令行工具。

API Server作为集群的核心，负责集群各功能模块之间的通信。集群内的功能模块通过Api Server将信息存入到etcd,其他模块通过Api Server读取这些信息，从而实现模块之间的信息交互。Node节点上的Kubelet每隔一个时间周期，通过Api Server报告自身状态，Api Server接收到这些信息后，将节点信息保存到etcd中。Controller Manager中的node controller通过Api server定期读取这些节点状态信息，并做响应处理。Scheduler监听到某个Pod创建的信息后，检索所有符合该pod要求的节点列表，并将pod绑定到节点列表中最符合要求的节点上。如果scheduler监听到某个Pod被删除，则调用api server删除该Pod资源对象。kubelet监听pod信息，如果监听到pod对象被删除，则删除本节点上的相应的pod实例，如果监听到修改Pod信息，则会相应地修改本节点的Pod实例。

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Kubernetes主要由以下几个核心组件组成：

etcd保存了整个集群的状态；
apiserver提供了资源操作的唯一入口，并提供认证、授权、访问控制、API注册和发现等机制；
controller manager负责维护集群的状态，比如故障检测、自动扩展、滚动更新等；
scheduler负责资源的调度，按照预定的调度策略将Pod调度到相应的机器上；
kubelet负责本Node节点上的Pod的创建、修改、监控、删除等生命周期管理，同时Kubelet定时“上报”本Node的状态信息到Api Server里；
Container runtime负责镜像管理以及Pod和容器的真正运行（CRI）；
kube-proxy负责为Service提供cluster内部的服务发现和负载均衡；

masters

k8s 集群控制节点，对集群进行调度管理，接受集群外用户去集群操作请求;
Master Node 由 API Server、Scheduler、ClusterState Store(ETCD 数据库)和 Controller MangerServer 所组成

kube-apiserver (负责接受并处理请求)
kube-apiserver用于暴露Kubernetes API。任何的资源请求/调用操作都是通过kube-apiserver提供的接口进行。请参阅构建高可用群集
ETCD（调度容器创建的请求）
etcd是Kubernetes提供默认的存储系统，保存所有集群数据，使用时需要为etcd数据提供备份计划。
kube-controller-manager（确保后端节点上的控制器处于健康状态）
kube-controller-manager运行管理控制器，它们是集群中处理常规任务的后台线程。逻辑上，每个控制器是一个单独的进程，但为了降低复杂性，它们都被编译成单个二进制文件，并在单个进程中运行。这些控制器包括：
1、节点（Node）控制器
2、副本（Replication）控制器：负责维护系统中每个副本中的pod
3、端点（Endpoins)控制器：填充Endpoints对象（即连接Seevices&pod）
4、Service Account和Token控制器：为新的Namespace创建默认账户访问API Token
kube-scheduler （调度容器创建的请求）
kube-scheduler 监视新创建没有分配到Node的Pod，为Pod选择一个Node

nodes

Kubelet (与master通信的集群代理)
kubelet是主要的节点代理，它会监视已分配给节点的pod，具体功能：
1、安装Pod所需的volume。
2、下载Pod的Secrets。
3、Pod中运行的 docker（或experimentally，rkt）容器。
4、定期执行容器健康检查。
5、通过创建一个 Pod(如果需要的话)，向系统的其余部分报告 Pod 的状态。
6、向系统的其他部分报告节点的状态。
容器引擎（docker）

k8s专业术语

pod

K8s的最小调度逻辑单元
pod可以理解为是容器的外壳,它为容器做了一层抽象的封装
pod内部主要是用来放容器的
pod的特点是可以将多个容器加入到同一个网络名称空间中
一个pod中可以包含多个容器同一个pod中的不同容器可以共享存储卷
一个pod上无论是有一个容器还是有多个容器，一旦将此pod调度到某node上运行时,这一个pod内的所有容器只能运行在同一个node上

node

node是k8s集群中的工作节点，负责运行由master指派的各种任务。而最核心的任务就是以pod形式运行容器
node可以是任何形式的计算设备，只要此设备上能够有传统意义上的CPU、内存、存储空间，并且能装上k8s的集群代理程序，它都可以作为整个k8s集群一个成员

标签选择器

当大量的pod运行在一个集群当中时，如何实现分类管理?比如想删除某一类pod，比如想让控制器去管理一部分pod，它怎么进行管理?如何挑选、检测出来这些pod呢?值得肯定的是,这么多的pod，我们不能通过pod的名称来识别容器，因为pod随时都会被创建和删除，当一个pod发生故障被删除后，重新生成的pod的名称与被删除的pod名称肯定是不一样的，只不过其内部运行的程序是一样的，所以我们不能靠pod的名称来识别。同时我们有可能要将一类pod归组,比如创建4个nginx的pod,期望使用一个控制器对其进行统一管理，删除一个控制器就把这4个pod都删了，控制器还要保证这4个pod都处于运行状态，缺—个要补一个，多一个要多杀一个，精确符合我们期望的4个pod才行
为了能够实现pod识别，需要在pod之上附加一些元数据，类似dockerfile中的label标签的方式,比如在创建pod时为其附加—个名为app的key，然后将其值设为nginx，那么当我们在批量进行pod调度管理时,可以检查pod中是否有app这个key，且其佶具不头nainv通业种方十立
为了能够实现pod识别，需要在pod之.上附加一些元数据，类似dockerfile中的label标签的方式，比如在创建pod时为其附加一个名为app的key,然后将其值设为nginx,那么当我们在批量进行pod调度管理时，可以检查pod中是否有app这个key,且其值是否为nginx,通过此种方法来识别pod是否是我们想要控制的pod
标签是在k8s上管理大规模pod资源并且能够分类识别和管理的一个非常重要的途径
那么怎么从众多的pod中筛选出我们想要的pod呢?通过标签选择器组件我们可以实现这个功能
标签选择器就是一种根据标签来过滤符合条件的资源对象的机制