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1.什麼是Kubernetes
- Kubernetes(k8s) 是自動化容器操作的開源平臺,這些操作包括部署,調度和節點集羣間擴展。可以將Docker看成Kubernetes內部使用的低級別組件。
- 使用Kubernetes可以:
- 自動化容器的
部署和複製
- 隨時
擴展或收縮
容器規模 - 將容器組織
成組
,並且提供容器間的負載均衡
- 很容易地
升級
應用程序容器的新版本 - 提供容器
彈性
,如果容器失效就替換它,等等…
1.1 集羣
集羣是一組節點(這些節點可以是物理服務器或者虛擬機)之上安裝了Kubernetes平臺。下圖展示這樣的集羣。
上圖可以看到如下組件,使用特別的圖標表示Service和Label:
- Pod
- Container(容器)
- Label(標籤)
- Replication Controller(複製控制器)
- Service(服務)
- Node(節點)
- Kubernetes Master(Kubernetes主節點)
1.2 Pod
Pod(上圖綠色方框)安排在節點上,包含一組容器和卷
。同一個Pod裏的容器共享同一個網絡命名空間,可以使用localhost互相通信
。Pod是短暫
的,不是持續性實體。
可能會有以下問題思考:
- 如果Pod是短暫的,那麼怎麼才能持久化容器數據使其能夠跨重啓而存在呢?
是的,Kubernetes支持卷的概念,因此可以使用持久化的卷類型。 - 是否手動創建Pod,如果想要創建同一個容器的多份拷貝,需要一個個分別創建出來麼?
可以手動創建單個Pod,但是也可以使用Replication Controller使用Pod模板創建出多份拷貝,下文會詳細介紹。 - 如果Pod是短暫的,那麼重啓時IP地址可能會改變,那麼怎麼才能從前端容器正確可靠地指向後臺容器呢?
這時可以使用Service,下文會詳細介紹。、
1.3 Label(標籤)
正如圖所示,一些Pod有Label。一個Label是attach(附加)到Pod的一對鍵/值對,用來傳遞用戶定義的屬性。比如,你可能創建了一個"tier"和“app”標籤,通過Label(tier=frontend, app=myapp)來標記前端Pod容器,使用Label(tier=backend, app=myapp)標記後臺Pod。然後可以使用Selectors(選擇器)選擇帶有特定Label的Pod,並且將Service或者Replication Controller應用到上面。
1.4 Replication Controller(複製控制器)
2. 是否手動創建Pod,如果想要創建同一個容器的多份拷貝,需要一個個分別創建出來麼,能否將Pods劃到邏輯組裏?
Replication Controller確保任意時間都有指定數量的Pod“副本”在運行。如果爲某個Pod創建了Replication Controller並且指定3個副本,它會創建3個Pod,並且持續監控它們。如果某個Pod不響應,那麼Replication Controller會替換它,保持總數爲3.如下面的動畫所示:
如果之前不響應的Pod恢復了,現在就有4個Pod了,那麼Replication Controller會將其中一個終止保持總數爲3。如果在運行中將副本總數改爲5,Replication Controller會立刻啓動2個新Pod,保證總數爲5。還可以按照這樣的方式縮小Pod,這個特性在執行滾動升級時很有用。
當創建Replication Controller時,需要指定兩個東西:
- Pod模板:用來創建Pod副本的模板
- Label:Replication Controller需要監控的Pod的標籤
現在已經創建了Pod的一些副本,那麼在這些副本上如何均衡負載呢?我們需要的是Service。
1.5 Service(服務)
3.如果Pods是短暫的,那麼重啓時IP地址可能會改變,怎麼才能從前端容器正確可靠地指向後臺容器呢?
Service是定義一系列Pod以及訪問這些Pod的策略的一層抽象。Service通過Label找到Pod組。因爲Service是抽象的,所以在圖表裏通常看不到它們的存在,這也就讓這一概念更難以理解。
現在,假定有2個後臺Pod,並且定義後臺Service的名稱爲‘backend-service’,lable選擇器爲(tier=backend, app=myapp)。backend-service 的Service會完成如下兩件重要的事情:
- 會爲Service創建一個本地集羣的DNS入口,因此前端Pod只需要DNS查找主機名爲 ‘backend-service’,就能夠解析出前端應用程序可用的IP地址。
- 現在前端已經得到了後臺服務的IP地址,但是它應該訪問2個後臺Pod的哪一個呢?Service在這2個後臺Pod之間提供透明的負載均衡,會將請求分發給其中的任意一個(如下面的動畫所示)。通過每個Node上運行的代理(kube-proxy)完成。這裏有更多技術細節。
下述動畫展示了Service的功能。注意該圖作了很多簡化。
有一個特別類型的Kubernetes Service,稱爲’LoadBalancer’,作爲外部負載均衡器使用,在一定數量的Pod之間均衡流量。比如,對於負載均衡Web流量很有用。
1.6 Node(節點)
節點(上圖橘色方框)是物理或者虛擬機器,作爲Kubernetes worker,通常稱爲Minion。每個節點都運行如下Kubernetes關鍵組件:
- Kubelet:是主節點代理。
- Kube-proxy:Service使用其將鏈接路由到Pod,如上文所述。
- Docker或Rocket:Kubernetes使用的容器技術來創建容器。
1.7 Kubernetes Master(Kubernetes主節點)
集羣擁有一個Kubernetes Master(紫色方框)。Kubernetes Master提供集羣的獨特視角,並且擁有一系列組件,比如Kubernetes API Server。API Server提供可以用來和集羣交互的REST端點。master節點包括用來創建和複製Pod的Replication Controller。