一篇文章写三遍,提炼精华,去除糟粕。
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。
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。
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。
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
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
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。
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