站長資訊網(wǎng)Kubernetes是什么？
業(yè)界簡稱為：K8S，是首字母和末尾之母之間有8個字母，所以叫K8S，不知為何這樣起名？
1、它是一個全新的基于容器技術(shù)的分布式架構(gòu)方案。Kubernetes是谷歌嚴(yán)格保密十幾年的秘密武器—Borg的一個開源版本，據(jù)說在GG員工都簽署了保密協(xié)議，即使離職也不能泄露機(jī)密（業(yè)界大數(shù)據(jù)框架：Hadoop，也是受GG公開文獻(xiàn)啟發(fā)GFS和BigTable ）。
2、若我們的系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循Kubernetes的設(shè)計(jì)思想，可以說那些傳統(tǒng)系統(tǒng)架構(gòu)中和業(yè)務(wù)沒有多大關(guān)系的底層代碼或功能模塊，可以消除，我們不必再為應(yīng)用的負(fù)載均衡和部署等問題而煩惱
3、Kubernetes是一個開放的開放平臺。有Google、RedHat等開源基礎(chǔ)設(shè)施的大碗們共同發(fā)起了一個為：CNCF(Cloud Native Computing Foundation)的基金會。
4、Kubernetes是一個完備的分布式系統(tǒng)支撐平臺。
為什么要用Kubernetes？
1、可以和微服務(wù)完美結(jié)構(gòu)，構(gòu)成微服務(wù)架構(gòu)。
2、K8S內(nèi)的服務(wù)的彈性擴(kuò)容機(jī)制可以應(yīng)對突發(fā)流量
3、K8S架構(gòu)的靈活及超強(qiáng)的橫向擴(kuò)容能力可以提高我們的競爭力
4、基于容器技術(shù)，構(gòu)建公司DevOps、CI/CD、持續(xù)交付，縮短開發(fā)周期
Kuberntes的體系架構(gòu)
下圖為K8S的體系架構(gòu)
Kubernetes的主要核心組件：
在上圖中的左側(cè)節(jié)點(diǎn)則是Master節(jié)點(diǎn)，右側(cè)是Node節(jié)點(diǎn)：
Master節(jié)點(diǎn)的主要作用是控制和管理整個集群的狀態(tài)并接收外部用戶的操作請求。它主要運(yùn)行三中服務(wù)進(jìn)程，分別是：kube-apiserver、kube-scheduler、kube-controller-manager,具體作用如下：
kube-apiserver
kube-apiserver是整個Kubernetes集群的核心，也是部署Kubernetes最先啟動的組件，其他所有的組件都會在啟動時接入這個服務(wù)，主要是提供資源操作的統(tǒng)一入口， 通過RestAPI將集群的狀態(tài)信息存儲etcd集群。
kube-scheduler
主要負(fù)責(zé)資源的調(diào)度，根據(jù)集群當(dāng)前的資源使用情況及復(fù)雜的調(diào)度算法將Pod調(diào)度到適合運(yùn)行或特定的服務(wù)節(jié)點(diǎn)上。
kube-controller-manager
kube-controller-manager服務(wù)負(fù)責(zé)管理K8S集群中各種資源的狀態(tài)，諸如：故障檢測、滾動更新等。
Node節(jié)點(diǎn)是實(shí)際執(zhí)行用戶任務(wù)的地方，其上有兩種服務(wù)進(jìn)程，分別是：kube-proxy和kubelet，具體作用如下：
kube-proxy
設(shè)計(jì)kube-proxy服務(wù)是為了解決從Node節(jié)點(diǎn)中的Pod對K8S特定Service訪問時的路由問題，每當(dāng)K8S創(chuàng)建一個Service的Endpoint，各個Node節(jié)點(diǎn)上的kube-proxy進(jìn)程就會修改節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的iptables規(guī)則，使得當(dāng)該節(jié)點(diǎn)上的Pod訪問相應(yīng)Endpoint的虛擬Ip和端口時，請求會被分發(fā)到正確的節(jié)點(diǎn)和容器進(jìn)行處理
kubelet
kubelet直接負(fù)責(zé)節(jié)點(diǎn)上容器的生命周期，同時也負(fù)責(zé)Volume和網(wǎng)絡(luò)（CNI）的管理
其他的核心組件：
etcd：保存集群的狀態(tài)，整個集群的狀態(tài)數(shù)據(jù)都存于此，因此構(gòu)建K8S集群時，etcd也最好是集群的，同時要對etcd的數(shù)據(jù)進(jìn)行備份
Heapster： 提供資源監(jiān)控
kube-dns：負(fù)責(zé)為整個集群提供DNS服務(wù)
Kuberntes核心概念
在Kubernetes集群中，服務(wù)器的角色分為Master和Node,此兩種不同角色分別運(yùn)行著不同的服務(wù)進(jìn)程。
Pod
Pod表示的是一個或多個容器的組合，它是K8S最基本的調(diào)度和操作單位，每個Pod里都有一個特殊的容器，被稱為：”根容器“的pause容器。
在同一個Pod中的容器總會被調(diào)度和部署到同一個節(jié)點(diǎn)上，并共享相同的數(shù)據(jù)卷和網(wǎng)絡(luò)棧，也即是Pod里的多個容器能夠同時掛載同一個外部數(shù)據(jù)卷，這對于部署緊密的服務(wù)是十分有作用的。
Label
Labe（標(biāo)簽）其實(shí)是一個K-V的鍵值對形式，用于標(biāo)記Pod、Node、Namespace或其他任何資源對象的鍵值對。主要用于在查詢或選擇時對資源進(jìn)行條件過濾。
Service
Service是Kubernetes集群對外提供的用戶業(yè)務(wù)功能抽象，表現(xiàn)為一個獨(dú)立的虛擬IP和端口，其實(shí)這個Service就是我們經(jīng)常提起的微服務(wù)架構(gòu)中的一個微服務(wù)。
其實(shí)它的后端是由單個Pod或多個Pod的副本組成的容器結(jié)合，有K8S提供實(shí)際訪問的路由能力。通過這層，K8S能夠在后端完成諸如：服務(wù)和切換、負(fù)載均衡、依據(jù)資源情況的節(jié)點(diǎn)調(diào)度等。
那這個Service和RC、Pod是什么關(guān)系呢？見下圖
若公司有上百個或上千Service，這些Service之間有鏈路調(diào)用關(guān)系，那如何進(jìn)行監(jiān)控這些服務(wù)呢？
一是在這些service中打印日志信息，通過ELK或EFK進(jìn)行收集分析，二是通過服務(wù)網(wǎng)格來構(gòu)建（Service Mesh）監(jiān)控
RC（Replication Controller）
RC是在早期K8S版本中用于管理Pod副本對象的概念，其實(shí)其也包含了ReplicaSet和Deployment的作用，但不具有部署版本管理的功能，所以在1.2以后的版本中，建議使用Deployment和ReplicaSet替代它，不過優(yōu)先使用Deployment
Deployment
Deployment是K8S在1.2版本引入的新概念，用于更好的解決Pod的編排問題。其實(shí)Deployment在內(nèi)部使用了Replica Set來實(shí)現(xiàn)的，也即是說：Deployment所保存的部署描述信息是用來創(chuàng)建ReplicaSet對象，每個Deployment對象都會對應(yīng)一個運(yùn)行著的ReplicaSet對象，后者實(shí)際管理Pod副本的運(yùn)行：
大致方向如下：
Deployment->ReplicaSet->Pod
Ingress
Ingress本質(zhì)上是一個負(fù)載均衡，它被用來將集群中的用戶服務(wù)通過統(tǒng)一的IP地址暴露給外界。
Namespace
Namespace（命名空間）在很多情況下用于實(shí)現(xiàn)多租戶的資源隔離，K8S中除了Node和Label以外的大多數(shù)資源，例如：Pod，Service、LimitRange等，都是在創(chuàng)建特定Namespace里的（default是默認(rèn)的namespace）
sts（StatefulSet）
STS是在Kubernetes1.5版本前稱為PetSet，用于部署和運(yùn)行有持久化狀態(tài)服務(wù)的方式。在K8S中，Pod的管理對象RC、Deployment、Job都是面向無狀態(tài)的服務(wù)，利用STS可以部署MySQL集群、MongoDB集群、ZK集群、Redis集群等
Job
Job是用來批量執(zhí)行一次性任務(wù)。每個Job同樣會對應(yīng)一個或多個Pod，這些Pod執(zhí)行是有 時間限制的，程序結(jié)束后，Job將被標(biāo)記為成功或失敗。
Volume
Volume（存儲卷）是Pod中能夠被多個容器訪問的共享目錄。
