三分钟快速了解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。此外，Kubernetes还支持Docker和Rocket。

Kubernetes的功能有：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；升级应用程序容器的新版本；提供容器弹性，替换容器失效，等等。

实际上，使用Kubernetes只需一个部署文件，使用一条命令就可以部署多层容器（前端，后台等）的完整集群：

$ kubectl create -f single-config-file.yaml

kubectl是和Kubernetes API交互的命令行程序。

集群

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安装了Kubernetes平台。下图展示这样的集群。注意该图为了强调核心概念有所简化。这里可以看到一个典型的Kubernetes架构图。

上图可以看到如下组件：Pod、Container（容器）、Label（标签）、Replication Controller（复制控制器）、Service（服务）、Node（节点）和Kubernetes Master（Kubernetes主节点）。现在我们来一个一个解释这些组件。

Pod

Pod在节点上，包含一组容器和卷。同一个Pod里的容器共享同一个网络命名空间，可以使用localhost互相通信。Pod是短暂的，不是持续性实体。

Lable

如图所示，一个Label是attach到Pod的一对键/值对，用来传递用户定义的属性。Replication Controller

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。

当创建Replication Controller时，需要指定两个东西：一是Pod模板：用来创建Pod副本的模板；二是Label：Replication Controller需要监控的Pod的标签。

Service

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，所以在图表里通常不会显示，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：

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，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。

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。比如，对于负载均衡Web流量很有用。

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；Docker或Rocket：Kubernetes使用的容器技术来创建容器。

Kubernetes Master

Kubernetes Master提供集群的独特视角，并且拥有一系列组件，比如Kubernetes API Server。API Server提供可以用来和集群交互的REST端点。master节点包括用来创建和复制Pod的Replication Controller。