老男孩 - k8s概述 - 《kubernetes》

1、k8s基础概念
2、四组基本概念.
3、核心组件

1、k8s基础概念

官网: https://kubernetes.io
GitHub : https://aithub.com/kubernetes/kubernetes
由来∶谷歌的Borg系统，后经Go语言重写并捐献给CNCF基金会开源含义:词根源于希腊语∶舵手/飞行员，K8S →K12345678S
重要作用:开源的容器编排框架工具(生态极其丰富)
学习的意义︰解决跑裸docker的若干痛点

使用Docker容器化封装应用程序的缺点(坏处)·

单机使用，无法有效集群·随着容器数量的上升，管理成本攀升
没有有效的容灾/自愈机制
没有预设编排模板，无法实现快速、大规模容器调度·
没有统一的配置管理中心工具
没有容器生命周期的管理工具·
没有图形化运维管理工具

Kubernetes优势·
自动装箱，水平扩展，自我修复

服务发现和负载均衡
自动发布（默认滚动发布模式）和回滚·
集中化配置管理和密钥管理
存储编排
任务批处理运行

Kubernetes快速入门

2、四组基本概念.

Pod/Pod控制器

pod

  - Pod- Pod是K8S里能够被运行的最小的逻辑单元(原子单元)
  - 1个Pod里面可以运行多个容器，它们共享UTS+NET+IPC名称空间。
  - 可以把Pod理解成豌豆荚，而同一Pod内的每个容器是一颗颗豌豆.
  - 一个Pod里运行多个容器，又叫:边车(SideCar)模式

pod控制器
Pod控制器是Pod启动的一种模板，用来保证在K8S里启动的Pod应始终按照人们的预期运行（副本数、生命周期、健康状态检查…)K8S内提供了众多的Pod控制器，常用的有以下几种

  - DeploymentDaemonSet. 
  - ReplicaSet. 
  - StatefulSet. 
  - Job
  - Cronjob

Name/Namespace
- Name
  - 由于K8S内部，使用“资源”来定义每一种逻辑概念（功能)故每种“资源”，都应该有自己的“名称”。
  - 资源”有api版本（apiVersion)类别(kind )、元数据( metadata)、定义清单( spec )、状态( status )等配置信息。
  - “名称”通常定义在“资源”的“元数据”信息里。

NameSpace
- 随着项目增多、人员增加、集群规模的扩大，需要一种能够隔离K8S内各种“资源”的方法，这就是名称空间名称空间可以理解为K8S内部的虚拟集群组。
- 不尚名称空间内的“资源”，名称可以相同，相同名称空间内的同种“资源”，“名称”不能相同。
- 合理的使用K8S的名称空间，使得集群管理员能够更好的对交付到K8S里的服务进行分类管理和浏览
- .K8S里默认存在的名称空间有:default、 kube-system、kube-public·查询K8S里特定“资源”要带上相应的名称空间

Label/Label选择器
- Label
  - 标签是k8s特色的管理方式，便于分类管理资源对象。
  - 一个标签可以对应多个资源，一个资源也可以有多个标签，它们是多对多的关系。
  - 一个资源拥有多个标签，可以实现不同维度的管理。
  - 标签的组成: key=value与标签类似的，还有一种“注解”( annotations )

Label选择器
- 给资源打上标签后，可以使用标签选择器过滤指定的标签标签
- 选择器目前有两个:基于等值关系（等于、不等于）和基于集合关系（属于、不属于、存在)
- 许多资源支持内嵌标签选择器字段
  - matchLabels
  - matchExpressions

Service/Ingress
- Service
  - 在K8S的世界里，虽然每个Pod都会被分配一个单独的IP地址，但这个IP地址会随着Pod的销毁而消失。
  - Service(服务）就是用来解决这个问题的核心概念
  - 一个Service可以着作一组提供相同服务的Pod的对外访问接口.
  - Service作用于哪些Pod是通过标签选择器来定义的
- Ingress
  - Ingress是K8S集群里工作在OSI网络参考模型下，第7层的应用，对外暴露的接口
  - Service只能进行L4流量调度，表现形式是ip+port
  - Ingress则可以调度不同业务域、不同URL访问路径的业务流量
    3、核心组件
- 存储中心etcd

非关系型数据库,Etcd 是一个分布式的，依赖key-value存储的，最重要的分布式数据存储系统

  - 完全复制：集群中的每个节点都可以使用完整的存档高可用性：Etcd可用于避免硬件的单点故障或网络问题
  - 一致性：每次读取都会返回跨多主机的最新写入
  - 简单：包括一个定义良好、面向用户的API（gRPC）
  - 安全：实现了带有可选的客户端证书身份验证的自动化TLS
  - 快速：每秒10000次写入的基准速度
  - 可靠：使用Raft算法实现了强一致、高可用的服务存储目录

主控节点master
- kube-apiserver服务
  - 提供了集群管理的REST API接口(包括认证授权、数据校验以及集群状态变更)；
  - 提供其他模块之间的数据交互和通信的枢纽（其他模块通过API Server查询或修改数据，只有API Server才直接操作etcd）;
  - 是资源配额控制的入口；
  - 拥有完备的集群安全机制.
- kube-controller-manager服务

资源控制器主要是为了控制各种资源的变更信息，例如pod的创建新增，副本控制器和账户控制器等信息，资源控制器的主要职责就是通过list-watch机制，从APIServer处获取所有的操作，从而将资源的操作依次解耦，通过不同的事件来驱动整个k8s的步骤。最容易理解的一张图

  - kube-scheduler服务
     - 公平调度
     - 资源高效利用
     - QoS
     - affinity 和 anti-affinity
     - 数据本地化（data locality）
     - 内部负载干扰（inter-workload interference）
     - deadlines

运算节点node
- kube-proxy
  - userspace：最早的负载均衡方案，它在用户空间监听一个端口，所有服务通过 iptables 转发到这个端口，然后在其内部负载均衡到实际的 Pod。该方式最主要的问题是效率低，有明显的性能瓶颈。
  - iptables：目前推荐的方案，完全以 iptables 规则的方式来实现 service 负载均衡。该方式最主要的问题是在服务多的时候产生太多的 iptables 规则，非增量式更新会引入一定的时延，大规模情况下有明显的性能问题
  - ipvs：为解决 iptables 模式的性能问题，v1.11 新增了 ipvs 模式（v1.8 开始支持测试版，并在 v1.11 GA），采用增量式更新，并可以保证 service 更新期间连接保持不断开
  - winuserspace：同 userspace，但仅工作在 windows 节点上
- kube-kubelet

每个Node节点上都运行一个 Kubelet 服务进程，默认监听 10250 端口，接收并执行 Master 发来的指令，管理 Pod 及 Pod 中的容器。每个 Kubelet 进程会在 API Server 上注册所在Node节点的信息，定期向 Master 节点汇报该节点的资源使用情况，并通过 cAdvisor 监控节点和容器的资源。

CLI客户端kubectl

kubectl 是 Kubernetes 的命令行工具（CLI），是 Kubernetes 用户和管理员必备的管理工具。
kubectl 提供了大量的子命令，方便管理 Kubernetes 集群中的各种功能。这里不再罗列各种子命令的格式，而是介绍下如何查询命令的帮助

     - kubectl -h 查看子命令列表
     - kubectl options 查看全局选项
     - kubectl <command> --help 查看子命令的帮助
     - kubectl [command] [PARAMS] -o=<format> 设置输出格式（如 json、yaml、jsonpath 等）
     - kubectl explain [RESOURCE] 查看资源的定义

核心附件
- CNI fannel/calico
- 服务发现插件
- 服务暴露插件
- GUI插件

k8s概述

1、k8s基础概念

2、四组基本概念.

3、核心组件