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K8S(kubernetes)概述

一、什么是K8S(Kubernetes)? 1.k8s全称kubernetes,这个名字大家应该都不陌生,k8s是为容器服务而生的一个可移植容器的编排管理工具,越来越多的公司正在拥抱k8s,并且当前k8s已经主导了云业务流程,推动了微服务架构等热门技术的普及和落地,正在如火如荼的发展。那么称霸容器领域的k8s究竟是有什么魔力呢? 2.首先,我们从容器技术谈起,在容器技术之前,大家开发用虚拟机比较多,比如vmware和openstack,我们可以使用虚拟机在我们的操作系统中模拟出多台子电脑(Linux),子电脑之间是相互隔离的,但是虚拟机对于开发和运维人员而言,存在启动慢,占用空间大,不易迁移的缺点。举一个我亲身经历过的场景吧,之前在vmware中开发了一个线下平台,为了保证每次能够顺利使用,我们就把这个虚拟机导出为OVF,然后随身携带,用的时候在服务器中部署,这里就充分体现了虚拟机的缺点。 接着,容器化技术应运而生,它不需要虚拟出整个操作系统,只需要虚拟一个小规模的环境即可,而且启动速度很快,除了运行其中应用以外,基本不消耗额外的系统资源。Docker是应用最为广泛的容器技术,通过打包镜像,启动容器来创建一个服务。但是随着应用越来越复杂,容器的数量也越来越多,由此衍生了管理运维容器的重大问题,而且随着云计算的发展,云端最大的挑战,容器在漂移。在此业务驱动下,k8s问世,提出了一套全新的基于容器技术的分布式架构领先方案,在整个容器技术领域的发展是一个重大突破与创新。 那么,K8S实现了什么? 从架构设计层面,我们关注的可用性,伸缩性都可以结合k8s得到很好的解决,如果你想使用微服务架构,搭配k8s,真的是完美,再从部署运维层面,服务部署,服务监控,应用扩容和故障处理,k8s都提供了很好的解决方案。 总而言之,k8s可以使我们应用的部署和运维更加方便。 二、kubernetes特性 1.自我修复 在节点故障时可以删除失效容器,重新创建新的容器,替换和重新部署,保证预期的副本数量,kill掉健康检查失败的容器,并且在容器未准备好之前不会处理客户端情况,确保线上服务不会中断 2.弹性伸缩 使用命令、UI或者k8s基于cpu使用情况自动快速扩容和缩容应用程序实例,保证应用业务高峰并发时的高可用性,业务低峰时回收资源,以最小成本运行服务 3.自动部署和回滚 k8s采用滚动更新策略更新应用,一次更新一个pod,而不是同时删除所有pod,如果更新过程中出现问题,将回滚恢复,确保升级不影响业务 4.服务发现和负载均衡 k8s为多个容器提供一个统一访问入口(内部IP地址和一个dns名称)并且负载均衡关联的所有容器,使得用户无需考虑容器IP问题 5.机密和配置管理 管理机密数据和应用程序配置,而不需要把敏感数据暴露在径向力,提高敏感数据安全性,并可以将一些常用的配置存储在k8s中,方便应用程序调用 6.存储编排 挂载外部存储系统,无论时来自本地存储、公有云(aws)、还是网络存储(nfs、GFS、ceph),都作为集群资源的一部分使用,极大提高存储使用灵活性 7.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 三、kubernetes集群架构与组件 kubernetes集群架构拓补图

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Kubernetes架构和组件

核心组件组成: kubectl: 客户端命令行工具,将接受的命令格式化后发送给kube-apiserver,作为整个系统的操作入口。 kube-apiserver: 提供了资源操作的唯一入口,并提供认证、授权、访问控制、API注册和发现等机制;这是kubernetes API,作为集群的统一入口,各组件协调者,以HTTPAPI提供接口服务,所有对象资源的增删改查和监听操作都交给APIServer处理后再提交给Etcd存储。 kube-scheduler: 资源调度,按照预定的调度策略将Pod调度到相应的机器上;它负责节点资源管理,接受来自kube-apiserver创建Pods任务,并分配到某个节点。它会根据调度算法为新创建的Pod选择一个Node节点。 kube-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;它用来执行整个系统中的后台任务,包括节点状态状况、Pod个数、Pods和Service的关联等, 一个资源对应一个控制器,而ControllerManager就是负责管理这些控制器的。 etcd: 集群的主数据库,保存了整个集群的状态; etcd负责节点间的服务发现和配置共享。etcd分布式键值存储系统, 用于保持集群状态,比如Pod、Service等对象信息。 kubelet: 负责维护容器的生命周期,负责管理pods和它们上面的容器,images镜像、volumes、etc。同时也负责Volume(CVI)和网络(CNI)的管理;kubelet运行在每个计算节点上,作为agent,接受分配该节点的Pods任务及管理容器,周期性获取容器状态,反馈给kube-apiserver; kubelet是Master在Node节点上的Agent,管理本机运行容器的生命周期,比如创建容器、Pod挂载数据卷、下载secret、获取容器和节点状态等工作。kubelet将每个Pod转换成一组容器。 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;它运行在每个计算节点上,负责Pod网络代理。定时从etcd获取到service信息来做相应的策略。它在Node节点上实现Pod网络代理,维护网络规则和四层负载均衡工作。 docker或rocket(rkt): 运行容器。 其中: master组件包括: kube-apiserver, kube-controller-manager, kube-scheduler; Node组件包括: kubelet, kube-proxy, docker或rocket(rkt); 第三方服务:etcd

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领券