kubernetes（k8s）容器集羣管理

Kubernetes介紹

Kubernetes是google在2014年6月開源的一個容器集羣管理系統，使用go語言開發，Kubernetes也稱k8s。
k8s是google內部一個叫borg的容器集羣管理系統衍生出來的，borg已經在google大規模生產運行十年之久。
k8s主要用於自動化部署、擴展和管理容器應用，提供了資源調度、部署管理、服務發現、擴容縮容、監控等一整套功能。
2015年7月，kubernetes v1.0正式發佈。
kubernetes目標是讓部署容器化應用簡單高效。
官方網址：https://kubernetes.io/

Kubernetes主要功能

數據卷
Pod中容器之間共享數據，能夠使用數據卷。
應用程序健康檢查
容器內服務可能進程阻塞沒法處理請求，能夠設置監控檢查策略保證應用健壯性。
複製應用程序實例
控制器維護pod副本數量，保證一個pod或一組同類的pod數量始終可用。
彈性伸縮
根據設定的指標（CPU利用率）自動縮放pod副本數。
服務發現
使用環境變量或DNS服務插件保證容器中程序發現pod入口訪問地址。
負載均衡
一組pod副本分配一個私有的集羣ip地址，負載均衡轉發請求到後端容器。在集羣內部其餘pod可經過這個clusterIP訪問應用。
滾動更新
更新服務不中斷，一次更新一個pod，而不是同時刪除整個服務。
服務編排
經過文件描述部署服務，使得應用程序部署變得更高效。
資源監控
Node節點組件集成cAdvisor資源收集工具，可經過Heapster彙總整個集羣節點資源數據，而後存儲到InfluxDB時序數據庫，再由Grafana展現。
提供認證和受權
支持角色訪問控制（RBAC）認證受權等策略。

基本對象概念

基本對象

Pod
Pod是最小部署單元，一個Pod有一個或多個容器組成，Pod中容器共享存儲和網絡，在同一臺Docker主機上運行。
Service
Service一個應用服務抽象，定義了Pod邏輯集合和訪問這個Pod集合的策略。
Service代理Pod集合對外表現是爲一個訪問入口，分配一個集羣IP地址，來自這個IP的請求將負載均衡轉發後端Pod中的容器。
Service經過Lable Selector選擇一組Pod提供服務。
Volume
數據卷，共享Pod中容器使用的數據。
Namespace
命名空間將對象邏輯上分配到不一樣Namespace，能夠是不一樣的項目、用戶等區分管理，並設定控制策略，從而實現多租戶。
命名空間也稱爲虛擬集羣。
Lable
標籤用於區分對象（例如Pod、Service）、鍵值對存在，每一個對象能夠有多個標籤，經過標籤關聯對象。

基於基本對象更高層次抽象

ReplicaSet
下一代Replication Controller。確保任何給定時間指定的Pod副本數量，並提供聲明正式更新等功能。
RC與RS惟一區別就是lable selector支持不一樣，RS支持新的基於集合的標籤，RC僅支持基於等式的標籤。
Deployment
Deployment是一個更高層次的API對象，它管理ReplicaSets和Pod，並提供聲明式更新等功能。
官方建議使用Deployment管理ReplicaSets，而不是直接使用ReplicaSets，這就意味着可能永遠不須要直接操做ReplicaSet對象。
StatefulSet
StatefulSet適合持久性的應用程序，有惟一的網絡標識符（IP），持久存儲，有序的部署、擴展、刪除和滾動更新。
DaemonSet
DaemonSet確保全部（或一些）節點運行同一個Pod。當節點加入Kubernetes集羣中，Pod會被調度到該節點上運行，當節點從集羣中移除時，DaemonSet的Pod會被刪除。刪除DaemonSet會清理它全部建立的Pod。
Job
一次性任務，運行完成後Pod銷燬，再也不從新啓動新容器，還能夠任務定時運行。

系統架構及組件功能

master組件

kube-apiserver
kube-apiserver API，集羣的統一入口，各組件協調者，以HTTP API提供接口服務，全部對象資源的增刪改查和監聽操做都交給APIService處理後再提交給Etcd存儲。
kuber-controller-manager
處理集羣中常規後臺任務，一個資源對應一個控制器，而controllerManager就是負責管理這些控制器的。
kuber-scheduler
根據調度算法爲新建立的Pod選擇一個Node節點。

Node組件

kubelet
kubelet是master在Node節點上的Agent，管理本機運行容器的生命週期，例如建立容器、Pod掛載數據卷、下載secret、獲取容器和節點狀態等工做。kubelet將每一個Pod轉換成一組容器。
kube-proxy
在Node節點上實現Pod網絡代理，維護網絡規和四層負載均衡工做。
docker或rocket/rkt
運行容器。

第三方服務

etcd
分佈式鍵值存儲系統。用於保持集羣狀態，例如Pod、Service等對象信息。