Kubernetes 基本概念介绍

什么是Kubernetes？

Kubernetes（k8s）是自动化容器操作的开源平台，这些操作包括部署，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。

使用Kubernetes可以：

• 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，等等...

cluster

集群是一组节点，这些节点可以是物理服务器或者虚拟机，上面安装了Kubernetes平台。

一组 node 需要被集中管理，统一叫一个cluster。

一个cluster有一个 master 和多个 node，每个 node 里面有一个kubelet用来服从master调度并管理 node本身。

下图展示一个典型的Kubernetes架构图。

使用特别的图标表示Service和Label：

• Pod
• Container（容器）
• Label(

)（标签）

• Replication Controller（复制控制器）
• Service（

）（服务）

• Node（节点）
• Kubernetes Master（Kubernetes主节点）

Replication Controller

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，能否将Pods划到逻辑组里？ Replication Controller 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，保持总数为3.如下面的动画所示：

如果之前不响应的Pod恢复了，现在就有4个Pod了，那么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，这个特性在执行滚动升级时很有用。 当创建Replication Controller时，需要指定两个东西：

1. Pod模板：用来创建Pod副本的模板
2. Label：Replication Controller需要监控的Pod的标签。

现在已经创建了Pod的一些副本，那么在这些副本上如何均衡负载呢？

我们需要的是Service。

service

如果Pods是短暂的，那么重启时IP地址可能会改变，怎么才能从前端容器正确可靠地指向后台容器呢？ Service是定义一系列Pod以及访问这些Pod的策略的一层抽象。Service通过Label找到Pod组。因为Service是抽象的，所以在图表里通常看不到它们的存在，这也就让这一概念更难以理解。 现在，假定有2个后台Pod，并且定义后台Service的名称为‘backend-service’，lable选择器为（tier=backend, app=myapp）。backend-service 的Service会完成如下两件重要的事情：

• 会为Service创建一个本地集群的DNS入口，因此前端Pod只需要DNS查找主机名为 ‘backend-service’，就能够解析出前端应用程序可用的IP地址。
• 现在前端已经得到了后台服务的IP地址，但是它应该访问2个后台Pod的哪一个呢？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。这里有更多技术细节。

下述动画展示了Service的功能。

当一个 node 挂了时，上面的 pod 及 pod 里面的 container 也自然都挂了。为了死不掉，需要有个 pod 上层的抽象，pod 挂了，service 还在。service 通过如下几种方式暴露出来。

• ClusterIP (default)，cluser 的内网ip，只能此cluster内可见；
• NodePort，端口 NAT 到 cluster 外面；
• LoadBalancer，在 cluster 外面搞个 LB 并分配个外面可见的固定IP给LB；
• ExternalName，类似 CNAME 方式；

node

一个物理机器，或一个虚拟机（KVM类型，而不是容器类型），将虚拟机作为 node 一般是历史原因，或是为了彻底隔绝杜绝安全问题。

app containers

一个 node 里面可以有一个或多个容器化的应用程序，即app container。

可以简单认为就是docker容器。

pod

多个 app containers 之间可能需要共享硬盘，或共享同一个ip，这样一组app containers合起来叫一个 pod。

典型应用如：一个容器不停产生日志到本地硬盘，另一个容器不停读本地硬盘并上传日志到日志服务器。

deployment

配置 yaml 格式，存在 master 上，当机器故障或需要横向 scale 时或需要更新 binary 时，master 根据配置搞定一切。

一张图总结下