k8s基础

一、概述

1.介绍

        Kubernetes（简称K8s）是一个开源的容器编排平台，用于自动化部署、扩展和管理容器化应用程序。k8s是google基于go语言开发的自动化运维管理容器。

2.k8s弥补了docker的不足

• docker是单机模式，不能实现跨主机部署，无法实现集群化。
• docker不能实现高可用和负载均衡。docker没有自愈机制(docker应用一旦报错，就会进入停止状态，不能自动恢复)。
• 随着容器数量的上升，管理成本也跟着一起攀升。
• docker没有预设模版，无法实现快速，大规模的容器的调度。
• docker没有生命周期的管理工具，没有图形化工具。

二、k8s的组件和功能*      

1.架构

架构：主从架构

主节点：所有的操作都在主节点

从节点：工作节点，主节点发出的指令在工作节点完成和实施。

主节点也可以作为工作节点，也可以进行容器应用程序的部署。（一般不用）

2.核心组件*  

（1）master组件

kube-apiserver  

        是集群的核心的核心，所有的操作都是由apiserver调用集群内的其他组件实现，apiserver也是整个集群的入口，通过apiserver来访问集群，apiserver一旦故障，整个集群都将无法使用。  

        所有对象和资源的增删改查和监听都是由apiserver来实现的，所有信息的变更，都是由apiserver处理，处理完之后交给etcd进行保存。

etcd  

        是k8s集群自己的存储服务，类似于数据库，etcd是一个分布式键值存储系统，集群的所有信息都保存在etcd，k8s的配置信息也保存在这里。etcd只能是奇数（生产中一般是3台），只有apiserver可以直接访问etcd，进行读写操作。 其他组件只能通过apiserver的接口才能够获取etcd的数据。

----配置存储中心

kube-scheduler

        根据用户设置的调度算法，为新创建的pod选择一个合适的node节点。

        k8s所有node节点的调度器，用户要部署应用时，scheduler会根据调度算法选择一个最合适的节点部署pod。

        预选策略、优先策略   

kube-controller-manager

        运行管理控制器。在k8s集群中，一个资源对应一个控制器，controller-manager就是来管理这些控制器。

控制器的类型          

node controller

        节点控制器，节点出现故障时，发现和响应

replication controller

        副本控制器，k8s集群中，一个资源对象可以创建多个副本，也就是可以有多个pod。pod的数量定义好之后，副本控制器进行管理（pod的数量可以动态的变化）

endpoints controller

        端点控制器， service和pod之间的对应关系，负责监听service和pod之间的变化关系。

        访问指定的服务，必须要知道对应的endpoint。

service account & token controller

        账户和令牌控制器，为新的命名空间内创建默认账户和api访问的令牌

resourcequota controller

        资源配额控制器，pod可以在配额的情况下使用系统资源

namespace controller

        命名空间控制器，管理namespace的生命周期

service controller

        服务控制器，k8s集群和外部的云平台之间的接口控制器

（2）node组件  

kubelet

        node节点的监视器，以及于master节点的通讯器。node节点上的信息，kubelet会定时向master汇报节点的情况(apiserver)，并且接受来自matser节点的指示，采取调整措施。

        在k8s集群中，每个node节点都会有一个kubelet，用来管理从节点的服务状态，信息等等，定时发送给master。

kube-proxy  

        在每个node节点上实现pod的网络代理。是service实现的载体。负责网络的规划和四层负载，ipvs实现流量的分发。  

docker

        容器引擎，拉去镜像，运行容器，都是由docker自己完成的。

3.数据流向

 APIserver里面的可能会同时发生，也可能是按照一定的顺序先后执行

三、核心概念

        Kubernetes 包含多种类型的资源对象：Pod、Label、Service、Replication、Controller 等。 所有的资源对象都可以通过 Kubernetes 提供的 kubectl 工具进行增、删、改、查等操作，并将其保存在 etcd 中持久化存储。 

1.pod

        pod里面包含有容器，一个pod可以有多个容器，但是k8s集群管理的最小单位就是pod。

        pod中的容器共享网络、存储、资源配额，也属于controller-manager的一部分，当定义好模板之后（yaml文件）所有的pod都会按照这一模板创建。

2.pod控制器的类型  

类型	说明
deployment	无状态应用部署，最常用的方式
replicase	确保pod的数量。受控于deployment
daemonset	确保所有节点都会运行一个pod
statefulset	有状态部署，pod是按照序号排列，可以设定副本数
job	一次性任务，根据用户的设置，任务执行完毕，pod就自动退出
cronjob	pod会按照定时任务执行，执行完毕退出。
label	标签，k8s特有的管理方式，分类管理资源队形。label是一个键值对形式，key和value由用户自行定义

3.k8s对外提供访问的方式

service

        只要创建好了pod，集群一定会为pod分配一个全局独立的ip地址。但是pod的生命周期有限，pod的ip地址可能会发生变化。    

        service可以通过标签匹配pod的标签，就可以直接访问到对象pod的资源，无需再关联。

        每个service都有一个固定的虚拟ip地址。cluster ip，只能局域网访问，自动的而且是动态的绑定后端的pod。

        service有多种类型，都是基于四层的转发，ip+端口

        kube-proxy,来实现网络的转发，转发的形式: iptables，ipvs（主流转发模式，性能最好）

        内网使用。

ingress  

        对外提供访问，可以使用7层代理，可以使用域名。  

4.namespace

        命令空间，k8s集群是一个人为的划分，逻辑上的一种隔离方式，每个项目都在自己的命令空间内部署，互相隔离，互不干扰。