Kubernetes 简介

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Kubernetes(K8s)是开源的,用于管理云平台中多个主机上的容器化的应用,应用操作包括部署,调度和节点集群间扩展

Kubernetes 简介

导读:Kubernetes(K8s)是开源的,用于管理云平台中多个主机上的容器化的应用,应用操作包括部署,调度和节点集群间扩展。如果你曾经用过 Docker 容器技术部署容器,那么可以将 Docker 看成 Kubernetes 内部使用的低级别组件。(Kubernetes 不仅仅支持 Docker,还支持 Rocket,这是另一种容器技术)

小贴士:K8s 是 Kubernetes 的缩写,其中 8 是指 K 后面的 8 个字母

Kubernetes 的作用

  • 自动化容器的部署和复制
  • 随时扩展或收缩容器规模
  • 将容器组织成组,并且提供容器间的负载均衡
  • 很容易地升级应用程序容器的新版本
  • 提供容器弹性,如果容器失效就替换它
    ...

K8s 基本介绍

组件

  • etcd 保存了整个集群的状态;
  • apiserver 用于暴露 Kubernetes API,提供了资源操作的唯一入口。任何的资源请求/调用操作都是通过kube-apiserver提供的接口进行;
  • 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 负责维护容器的生命周期,同时也负责 Volume(CVI)和网络(管理 Kubernetes Master 和 Node 之间的通信)的管理;
  • 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;
  • kube-dns 负责为整个集群提供 DNS 服务

名词解释

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Node

节点是物理或者虚拟机器,作为 Kubernetes worker,通常称为 Minion。每个节点都运行如下 Kubernetes 关键组件:
kubelet:是主节点代理。
kube-proxy:Service 使用其将链接路由到 Pod,如上文所述。
Docker 或 Rocket:Kubernetes 使用的容器技术来创建容器。

集群拥有一个 Kubernetes Master。Kubernetes Master 提供集群管理控制,并且拥有一系列组件,比如 Kubernetes API Server 与 Replication Controller。API Server 提供可以用来和集群交互的接口;Replication Controller 用于创建和复制 Pod。

Pod

Pod 应用于节点上,包含一组容器和卷,一个 Pod 是一个容器环境下的“逻辑主机”(类似模具下生产出的玩具),它可能包含一个或者多个紧密相连的应用。同一个 Pod 里的容器和应用共享同一个网络命名空间(可以使用 localhost 互相通信)。Pod 中的应用也可以共享磁盘(Volumes)。
Pod 是短暂的(无状态),不是持续性实体。
提出问题:

  1. 如果 Pod 是短暂的,那么我怎么才能持久化容器数据使其能够跨重启而存在呢?
    虽然 Kubernetes 支持卷的概念,但共享磁盘目录(EmptyDir)的生命周期和所属的 Pod 是完全一致的,因此 Pod 中的数据并不能跨重启而存在。
  2. 是否手动创建 Pod,如果想要创建同一个容器的多份拷贝,需要一个个分别创建出来么?
    可以手动创建单个 Pod,但是也可以使用 Replication Controller 使用 Pod 模板创建出多份拷贝,下文会详细介绍。
  3. 如果 Pod 是短暂的,那么重启时 IP 地址可能会改变,那么怎么才能从前端容器正确可靠地指向后台容器呢?
    这时可以使用 Service,下文会详细介绍

Label

正如图所示,一些 Pod 有 Label(pod description)。一个 Label 是附加(attach)到Pod的一对键/值对,用来传递用户定义的属性。比如,你可能创建了一个“tier”和“app”标签,通过 Label(tier = backend, app = myapp)来标记后端 Pod 容器。然后可以使用 Selectors 选择带有特定 Label 的 Pod 进行相关操作,比如将 Service 或者 Replication Controller 应用到上面。

Service

Service 定义了访问这些 Pod 的策略的一层抽象。Service 通过 Label 找到 Pod 组。
现在,假定有 2 个后台 Pod,并且定义后台 Service 的名称为“backend-service”,Label 选择器为(tier = backend, app = myapp)。backend-service 的 Service 会完成如下两件重要的事情:

  1. 服务发现
    将新的 Pod 服务放入其负载均衡的体系中
  2. DNS 寻址
    会为 Service 创建一个本地集群的 DNS 入口,因此前端 Pod 只需要通过组件 DNS 查找主机名为“backend-service”(此过程由 kube-dns 组件实现),就能够解析出前端应用程序可用的 IP 地址。
    得到了后台服务的 IP 地址后,Service 在这 2 个后台 Pod 之间提供透明的负载均衡,会将请求分发给其中的任意一个(如下面的动画所示)。通过每个 Node 上运行的代理(kube-proxy)完成。
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有一个特别类型的 Kubernetes Service,称为“LoadBalancer”,作为外部负载均衡器使用,在一定数量的 Pod 之间均衡流量。

Replication Controller

Replication Controller(简单理解为上文提到的模具)确保任意时间都有指定数量的 Pod“副本”在运行。如果为某个 Pod 创建了 Replication Controller 并且指定 3 个副本,它会创建 3 个 Pod,并且持续监控它们。如果某个 Pod 不响应,那么 Replication Controller 会替换它,保持总数永远为 3。
如果之前不响应的 Pod 恢复了,Replication Controller 会将其中一个终止保持总数为 3。如果在运行中将副本总数改为 5,Replication Controller会立刻启动 2 个新 Pod,保证总数为 5。还可以按照这样的方式缩小 Pod。在节点挂掉重启时,可以自动创建 Pod 及相关应用服务。
创建 Replication Controller 需要的条件:
Pod 模板(模具):用来创建 Pod 副本的模板
Label:Replication Controller 需要监控的 Pod 的标签。

ReplicaSet(RS)

Replication Controller(RC)的升级版本。ReplicaSet 和 Replication Controller 之间的唯一区别是对选择器的支持。ReplicaSet 支持 labels user guide 中描述的 set-based 选择器要求, 而 Replication Controller 仅支持 equality-based 的选择器要求。

Deployment

Deployment 为 Pod 和 Replica Set 提供声明式更新。
你只需要在 Deployment 中描述您想要的目标状态是什么,Deployment controller 就会帮您将 Pod 和 ReplicaSet 的实际状态改变到您的目标状态。您可以定义一个全新的 Deployment 来创建 ReplicaSet 或者删除已有的 Deployment 并创建一个新的来替换。

注意:一般情况下不该手动管理由 Deployment 创建的 Replica Set,否则就篡越了 Deployment controller 的职责!

kubectl

kubectl 用于运行 Kubernetes 集群命令的管理工具。
eg:

ConfigMap 与 Secret

ConfigMap 与 Secret 用于保存配置数据的键值对,可以用来保存单个属性,也可以用来保存配置文件。ConfigMap 跟 Secret 很类似,但它可以更方便地处理不包含敏感信息的字符串。

参考文档

中文文档
体验环境


原文地址:https://www.jianshu.com/p/5c5d641a5b52

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