k8s 实践经验（一）：认识 k8s

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文章目录

• 服务部署方式演变
• kubernetes简介
• Kubernetes 组件介绍
  • master：集群的控制平面，负责集群的决策 ( 管理 )
  • node：集群的数据平面，负责为容器提供运行环境 ( 干活 )
  • kubernetes 组件调用关系的应用示例
  • kubernetes 其他概念

一篇文章写三遍，提炼精华，去除糟粕。

服务部署方式演变

人言，知其然，知其所以然。k8s 的出现，是解决了什么市场痛点，知道这些，开拓眼界。

互联网早期，企业将服务直接部署在物理机上；后来由于一系列变化，经历了虚拟化部署，开始了 容器部署之路，Docker 无疑是其中的佼佼者。

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但是，容器化部署方式也会出现一些问题，比如说：

一个容器故障停机了，怎么样让另外一个容器立刻启动去替补停机的容器？
当并发访问量变大的时候，怎么样做到横向扩展容器数量？
当并发访问量下降的时候，怎么样去做到动态的缩容？

人工介入，手动操作吗？开什么玩笑啊（此处应有表情包哈哈哈哈）

这些容器管理的问题统称为容器编排问题，为了解决这些容器编排问题，就产生了一些容器编排的软件，软件有很多，不过 k8s 背靠谷歌，脱颖而出。

kubernetes简介

kubernetes的本质是一组服务器集群，它支持自动化部署、大规模可伸缩、 应用容器化管理。在生产环境中部署一个应用程序时，通常要部署该应用的多个实例以便对应用请求进行负载均衡。 在 Kubernetes 中，我们可以创建多个容器，每个容器里面运行一个应用实例，然后通过内置的负载均衡策略，实现对这一组应用实例的管理、发现、访问，而这些细节都不需要运维人员去进行复杂的手工配置和处理。

（这段话先预留个伏笔，日后回来再看可能会有不同的感想。）

k8s 主要提供以下服务：

（1）自动装箱：基于容器对应用运行环境的资源配置要求自动部署应用容器
（2）自我修复(自愈能力)：当容器失败时，会对容器进行重启。当所部署的 Node 节点有问题时，会对容器进行重新部署和重新调度。当容器未通过监控检查时，会关闭此容器直到容器正常运行时，才会对外提供服务
（3）水平扩展：通过简单的命令、用户 UI 界面或基于 CPU 等资源使用情况，对应用容器进行规模扩大或规模剪裁
（4）服务发现：服务可以通过自动发现的形式找到它所依赖的服务。
（5）滚动更新：可以根据应用的变化，对应用容器运行的应用，进行一次性或批量式更新。
（6）版本回退：可以根据应用部署情况，对应用容器运行的应用，进行历史版本即时回退
（6）密钥和配置管理：在不需要重新构建镜像的情况下，可以部署和更新密钥和应用配置，类似热部署。
（7）存储编排：自动实现存储系统挂载及应用，特别对有状态应用实现数据持久化非常重要。存储系统可以来自于本地目录、网络存储(NFS、Gluster、Ceph 等)、公共云存储服务
（8）批处理：提供一次性任务，定时任务；满足批量数据处理和分析的场景。
（9）负载均衡：如果一个服务起动了多个容器，能够自动实现请求的负载均衡。

Kubernetes 组件介绍

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一个 kubernetes 集群主要是由 控制节点(master)、工作节点(node) 构成，每个节点上都会安装不同的组件。

master：集群的控制平面，负责集群的决策 ( 管理 )

ApiServer : 资源操作的唯一入口，接收用户输入的命令，提供认证、授权、API注册和发现等机制

Scheduler : 负责集群资源调度，按照预定的调度策略将Pod调度到相应的node节点上

ControllerManager : 负责维护集群的状态，比如程序部署安排、故障检测、自动扩展、滚动更新等

Etcd ：负责存储集群中各种资源对象的信息

node：集群的数据平面，负责为容器提供运行环境 ( 干活 )

Kubelet : 负责维护容器的生命周期，即通过控制docker，来创建、更新、销毁容器

KubeProxy : 负责提供集群内部的服务发现和负载均衡

Docker : 负责节点上容器的各种操作

kubernetes 组件调用关系的应用示例

以部署一个 Nginx 服务来说明 Kubernetes 系统各个组件调用关系：

● ① 首先需要明确，一旦 Kubernetes 环境启动之后，master 和 node 都会将自身的信息存储到etcd数据库中。

● ② 一个Nginx服务的安装请求首先会被发送到 master 节点上的 API Server 组件。

● ③ API Server 组件会调用 Scheduler 组件来决定到底应该把这个服务安装到那个 node 节点上。此时，它会从 etcd 中读取各个 node 节点的信息，然后按照一定的算法进行选择，并将结果告知 API Server 。

● ④ API Server 调用 Controller-Manager 去调用 Node 节点安装 Nginx 服务。

● ⑤ Kubelet 接收到指令后，会通知 Docker ，然后由 Docker 来启动一个 Nginx 的 Pod 。Pod 是 Kubernetes 的最小操作单元，容器必须跑在 Pod 中。

kubernetes 其他概念

Master：集群控制节点，每个集群需要至少一个master节点负责集群的管控

Node：工作负载节点，由master分配容器到这些node工作节点上，然后node节点上的docker负责容器的运行

Pod：kubernetes的最小控制单元，容器都是运行在pod中的，一个pod中可以有1个或者多个容器

Controller：控制器，通过它来实现对pod的管理，比如启动pod、停止pod、伸缩pod的数量等等

Service：pod对外服务的统一入口，下面可以维护者同一类的多个pod

Label：标签，用于对pod进行分类，同一类pod会拥有相同的标签

NameSpace：命名空间，用来隔离pod的运行环境