1、什麼是Kubernetes
- Kubernetes是Google在2014年開源的一個容器集羣管理系統，Kubernetes簡稱K8S
- K8S用於容器應用程序的部署、拓展和管理
- K8S提供了容器編排、資源調度、彈性伸縮、部署管理和服務發現等一系列的功能
- Kubernetes目標是讓部署容器化應用簡單高效
2、kubernetes的特性
自我修復
- 在節點故障時重新啓動失敗的容器，替換和重新部署，保證預期的副本數量，殺死健康檢查失敗的容器，並且在未準備好之前不會處理客戶端請求，確保線上服務不會中斷
彈性伸縮
- 使用命令、UI或者基於CPU使用情況自動快速擴容和縮容應用程序實例，保證應用業務高峯併發時的高可用性，業務低峯時回收資源，以最小成本運行服務
自動部署和回滾
- K8S採用滾動更新策略更新應用，一次更新一個Pod，而不是同時刪除所有的Pod，如果
更新過程中出現問題，將會回滾更改，確保升級不受影響業務
服務發現和負載均衡
- K8S爲多個容器提供一個統一訪問入口(內部IP地址和一個DNS名稱)，並且負載均衡關聯所有容器，使得用戶無需考慮容器IP問題
機密和配置管理
- 管理機密數據和應用程序配置，而不需要把敏感數據暴露在鏡像裏，提高敏感數據安全性，並可以將一些常用的配置存儲在K8S中，方便應用程序使用
存儲編排
- 掛載外部存儲系統，無論是來自本地存儲，公有云(如AWS)，還是網絡存儲(如NFS、GlusterFS、Ceph)都作爲集羣資源的一部分使用，極大提高存儲使用靈活性
批處理
- 提供一次性任務、定時任務，滿足批量數據處理和分析的場景
3、Kubernetes集羣架構與組件
Master組件
- kube-apiserver
Kubernetes API，集羣的統一入口，各組件協調者，以RESTful API提供接口服務，所有對象資源的增刪該查和監聽操作都交給APIServer處理後再提交給Etcd存儲 - kube-controller-manager
處理集羣中常規後臺任務，一個資源對應一個控制器，而ControllerManager就是負責管理這些控制器的 - kube-scheduler
根據調度算法爲新創建的Pod選擇一個Node節點，可以任意部署，可以部署在同一節點上，也可以部署在不同的節點上 - etcd
分佈式鍵值存儲系統，用於保存集羣狀態數據，比如Pod、Service等對象信息
Node組件
- kubelet
kubelet是Master在Node節點上的Agent，管理本機運行容器的生命週期，比如創建容器、Pod掛載數據卷、下載secret、獲取容器和節點狀態等工作，kubelet將每個Pod轉換成一組容器 - kube-proxy
在Node節點上實現Pod網絡代理，維護網絡規劃和四層負載均衡工作 - docker或rocket
容器引擎，運行容器
kubernetes創建Pod容器的過程
- 用戶管理員創建Pod的請求通過kubectl客戶端管理命令api server組件進行交互的，將請求發送給API Server
API Server會根據請求的類型選擇用何種REST API對請求作出處理（比如：創建Pod時Storage類型是Pods時，其對應的就是REST Storage API） - REST Storage API會對請求作相應的處理並將處理的結果存入高可用鍵值存儲系統Etcd中
- 在API Server響應管理員kubectl的請求後，Scheduler會根據Etcd集羣中運行Pod情況及 Node信息進行判斷，將需要創建的Pod分發到可用的Node節點上。然後根據一組相關規則將pod分配到可以運行它們的節點上，並更新數據庫，記錄pod分配情況
- Kubelet監控數據庫變化，管理後續pod的生命週期，發現被分配到它所在的節點上運行的那些pod，就會進行docker組件的啓動，docker組件會啓動對應的容器（pod），會在該節點上運行這個新pod
- kube-proxy運行在集羣各個節點主機上，管理網絡通信，如服務發現、負載均衡。例如當有數據發送到主機時，將其路由到正確的pod或容器。對於從主機上發出的數據，它可以基於請求地址發現遠程服務器，並將數據正確路由，在某些情況下會使用輪訓調度算法(Round-robin)將請求發送到集羣中的多個實例
4、Kubernetes核心概念
Pod
- 最小的部署單元
- 一組容器的集合
- 一個Pod中的容器共享網絡命名空間
- Pod是短暫的
Controllers
- ReplicaSet：確保預期的Pod副本數量
- Deployment：無狀態應用部署
- StatefulSet：有狀態應用部署
- DaemonSet：確保所有Node運行同一個Pod
- Job：一次性任務
- Cronjob：定時任務
更高級層次對象，部署和管理Pod
Service
- 防止Pod失聯
- 定義一組Pod的訪問策略
其它
- Lable：標籤，附加到某個資源上，用於關聯對象、查詢和篩選
- Namespaces：命名空間，將對象邏輯上隔離
- Annotations：註釋