Kubernetes

什么是kubernetes？

kubernetes，简称K8s，是用8代替名字中间的8个字符“ubernete”而成的缩写。

Kubernetes是开源的一个容器编排引擎，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。

kubernetes的工作原理是什么？

Kubernetes是一个开源的容器编排平台，用于自动化容器化应用程序的部署、扩展和管理。它提供了一种在分布式环境中管理和运行容器的方法，支持多种容器运行时，如Docker和containerd。以下是Kubernetes的一些关键组件和它们的工作原理：

集群（Cluster）

Kubernetes集群是一组物理或虚拟机，用于运行容器化应用程序。集群中的每个节点都安装了容器运行时（如Docker）和Kubernetes代理（kubelet）。

控制平面（Control Plane）

控制平面是一组组件，负责管理整个集群的状态。它包括API服务器（API Server）、etcd、控制器管理器（Controller Manager）和调度器（Scheduler）等组件。API服务器是Kubernetes的主要接口，用于接收命令和管理资源；etcd是一个分布式键值存储，用于保存集群的配置数据；控制器管理器负责运行各种控制器，如副本控制器、节点控制器等；调度器负责将容器分配到合适的节点上运行。

节点（Node）

节点是集群中的工作负载单元，可以是物理机或虚拟机。每个节点都运行kubelet（Kubernetes代理）和容器运行时（如Docker）。kubelet负责与控制平面通信，确保节点上的容器按照预期运行。

Pod

Pod是Kubernetes中的最小部署单元，它包含一个或多个紧密相关的容器。Pod内的容器共享相同的网络命名空间和存储卷。Pod可以通过标签（Label）和选择器（Selector）进行分类和筛选。

服务（Service）

服务是一种抽象，用于将一组提供相同功能的Pod暴露为一个网络服务。服务可以通过负载均衡器、集群IP或节点端口等方式访问。

控制器（Controller）

控制器是一种自动化机制，用于确保Kubernetes集群中的资源状态与预期状态一致。例如，副本控制器（ReplicaSet）确保指定数量的Pod副本始终在运行；部署控制器（Deployment）负责管理应用程序的更新和回滚。

配置资源（ConfigMap）和密钥（Secret）

这些资源用于将配置数据和敏感信息（如密码、API密钥等）注入到容器中，以便在不修改容器镜像的情况下更新配置。

Kubernetes 主要功能有哪些？

服务发现和负载均衡

Kubernetes 可以使⽤DNS 名称或集群的 IP 公开容器，如果进⼊容器的流量很⼤， Kubernetes 可以用负载均衡并均衡分配流量使服务稳定。

存储编排

Kubernetes 允许你⾃动挂载选择的存储系统，例如本地存储、公共云提供商等。

⾃动部署和回滚

你可以使⽤Kubernetes 描述已部署容器的所需状态，它可以以受控的速率将实际状态更改为期望状态。例如，你可以⾃动化的方式来部署创建新容器， 删除现有容器并将它们的所有资源⽤于新容器。

⾃动完成装箱计算

Kubernetes 允许你指定每个容器所需 CPU 和内存（RAM）。 当容 器指定了资源请求时，Kubernetes 可以做出更好的决策来管理容器的资源。

⾃我修复

Kubernetes 能重启容器、替换容器、杀死不符合定义运⾏状况检查的容器，并且这些功能对客户端都是无感知的。

密钥与配置管理

Kubernetes 允许你存储和管理敏感信息，例如密码、OAuth 令牌和 ssh 密钥。 你可以在不重建容器镜像的情况下部署和更新密钥和应⽤程序配置，也⽆需 在堆栈配置中暴露密钥。

Kubernetes 有哪些优势？

自动化运营

Kubernetes 具有许多内部设置命令，可用于处理应用管理中繁重的工作，从而自动化日常操作，帮助您确定应用开始最终照片预期的方式运行。

基础架构抽像

安装 Kubernetes 后，它将代表您的工作负责处理计算、网络和存储。这使开发者可以专用于应用，而不必承担底层环境。

服务运行状态监控

Kubernetes 会对您的服务不间断地执行健康检查，重新启动有故障或停止延迟的容器，并且只会在确认服务正常运行时向使用户提供服务。

Kubernetes 有哪些应用场景？

自动化容器部署

Kubernetes可以自动化容器的部署、管理和扩展，从而使应用程序能够更快速、高效地运行。

水平扩展和自动负载均衡

Kubernetes可以自动扩展容器实例的数量，并使用负载均衡器将流量分配到这些实例之间，以实现高可用性和更好的性能。

无缝的应用程序更新

Kubernetes可以实现滚动更新，从而在不中断应用程序服务的情况下更新应用程序版本。

弹性伸缩

Kubernetes可以根据需要自动伸缩应用程序，以应对峰值流量或负载波动。

容器存储管理

Kubernetes可以管理容器的存储需求，从而帮助应用程序访问数据存储。

跨云平台应用程序部署

Kubernetes可以在多个云平台之间轻松部署和管理应用程序，从而帮助企业实现多云策略。

容器编排

Kubernetes可以管理容器之间的关系，并在容器之间协调资源分配，从而帮助应用程序实现微服务架构。