Kubernetes1-K8s的簡單介紹

時間 2019-11-12

標籤 kubernetes1 kubernetes k8s 簡單介紹简体版

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1、簡介

　　一、什麼是Kubernetes

　　　　簡稱K8s,用8代替8個字符「ubernerte」而成的速寫，K8s是一個開源的容器編排平臺，它是一個跨主機集羣的開源容器調度平臺，用於管理雲平臺中多個主機上的容器化的應用，它能夠自動化應用容器的部署、擴展、的操做，k8s的目標是讓部署容器化的應用簡單而且高效，構建一個軟件和工具的生態系統，以減輕企業在公有云或私有云運行應用程序的負擔，；K8s提供了應用部署、規劃，更新，維護的一種機制。html

　　　　K8s項目由Google公司在2014年啓動，Kubernetes創建在google公司超過十餘年阿運維經驗基礎之上，Google全部的應用都運行在容器上，再與社區中最好的想法和實踐相結合，也許它是如今最受歡迎的容器平臺。java

　　二、使用K8s能夠快速高效響應客戶的需求：

　　　　快速、可預測地部署您的應用程序python

　　　　擁有即便擴展應用程序的能力mysql

　　　　不影響現有業務的狀況下，無縫地發佈新功能web

　　　　優化了硬件資源，下降成本算法

　　三、K8s具備以下特色：

　　　　便捷性：不管公有云、私有云、混合雲仍是多雲架構都全面支持sql

　　　　可擴展性：它是模塊化、可插拔、可掛載、可組合，支持各類形式的擴展數據庫

　　　　自修復：它能夠自保持應用狀態、可自重啓、自複製、自縮放的，經過聲明式語法提供了強大的自修復能力後端

　　四、三個時代說明，K8s爲何如此有用

　　　　傳統部署時代：早期，組織都是再物理服務器上運行應用程序，沒法位物理服務器中的應用定義資源邊界，着會致使資源分配問題。好比，若是再物理服務器上運行多個應用程序，可能會出現一個應用佔用大部分資源，其餘應用程序的性能就將降低，解決方案每每是在不一樣服務器上運行每一個應用程序，但這並無隨着資源利用不足而擴展資源，而且維護諸多物理服務器成本也很高。api

　　　　虛擬化部署時代：爲了解決上面提到的資源分配問題，引入了虛擬化，它容許在單個物理服務器的CPU上容許多個虛擬機（VM）。虛擬化容許應用程序在VM之間隔離，並提供安全級別，由於一個應用程序的信息不能被另外一個應用程序自由訪問。

　　　　　　　　　　　　虛擬化能夠更好的利用物理服務器中資源，並能夠實現更好的可伸縮性，由於能夠輕鬆地添加或更新應用程序，下降硬件成本等等。藉助虛擬化，您能夠將一組物理資源呈現位一組一次性虛擬機。

　　　　　　　　　　　　每一個VM是一臺完整的計算機，在虛擬化硬件上運行全部組件，包括其本身的操做系統

　　　　容器部署時代：容器相似VM，可是他們具備輕鬆的隔離屬性，能夠在應用程序之間共享操做系統。所以，容器被認爲是輕量的，與VM類似，容器具備本身的文件系統，CPU，內存，進程空間等。因爲他們與基礎架構分離，所以能夠跨雲和OS分發進行移植

　　五、補充使用容器的好處

　　　　敏捷的應用程序建立和部署：與使用VM鏡像相比，容器鏡像建立的簡便性和效率更高。

　　　　持續的開發，集成和部署：經過快速簡單的回滾（鏡像不可更改），提供可靠且頻繁的容器鏡像構建和部署。　

　　　　開發和運營的關注點分離：在構建/發佈時，而不時在部署時建立應用程序容器鏡像，從而將應用程序與基礎架構分離。

　　　　可觀察性不只能夠顯示操做系統級別的信息和指標，還能夠顯示應用程序的運行情況和其餘信號。

　　　　跨開發，測試和生成環境一致性：在便捷式計算機上與在雲中相同的運行。

　　　　雲和操做系統分發的可移植性：可在Ubuntu，RHEL，coreOS，本地，google kubernetes engine和其餘任何地方運行。

　　　　鬆散耦合，分佈式，彈性，解放的微服務：應用程序被分解成較小的獨立部分，而且能夠動態部署和管理，而不時在一臺大型單機上運行的總體堆棧。

　　　　資源隔離：可預測的應用程序性能。

　　　　資源利用：高效率和高密度。

　　六、K8s提供了哪些功能

　　　　服務發現和負載均衡

　　　　　　K8s可使用DNS名稱或使用其本身的IP地址公開容器。若是到容器的流量很高，K8s能夠負載均衡分配流量，使部署穩定

　　　　存儲編排

　　　　　　容許自動掛載選擇的存儲系統，例如本地存儲，公有云提供商等。

　　　　自動部署和回滾

　　　　　　可使用Kunbernetes描述已經部署容器的所需狀態，並能夠以控制速率將實際狀態更改所需狀態。好比能夠自動化Kubernetes來位您的部署建立新容器，刪除現有容器並將他們的全部資源用於新容器

　　　　自動包裝

　　　　　　一個Kubernetes集羣，能夠用於容器化任務，能夠指定每一個容器須要多少CPU和內存，使其充分利用資源。　　　

　　　　自檢

　　　　　　Kubernetes能夠從新啓動失敗的容器，替換容器，殺死對用戶定義的運行狀態檢查沒有響應的容器，而且在準備好服務以前不會將其通告給客戶端

　　　　加密管理

　　　　　　Kubernetes容許存儲和管理敏感信息，如密碼，auth令牌和ssh密鑰，能夠部署和更新機密的應用程序配置，而無需從新構建容器鏡像，也無需在堆棧配置中公開。

　　七、kubernetes不是什麼

　　　　不是一個傳統意義上一應俱全的Paas系統，它保留用戶的自由選擇，好比：

　　　　　　不限制支持的應用程序類型，不限制應用程序框架，不限制支持的語言（java/python/ruby）支持多種多樣的工做負載，包括無狀態，有狀態和數據處理工做負載。

　　　　　　不提供內置服務的中間件（例如：消息中間件）、數據處理框架（例如：spark）、數據庫（例如：mysql）和分佈式存儲（例如Ceph），這些應用能夠容許在K8s上。

　　　　　　沒有提供點擊即部署的服務市場。

　　　　　　源代碼到鏡像都是開源的，它不部署源代碼且不構建您的應用程序。持續集成，交付和部署（CI/CD）工做流取決各公司組織的文化和偏好。

　　　　　　容許用戶選擇其餘的日誌記錄，監控和告警系統，（它也提供一些集成做爲概念證實）。

　　　　　　不提供也不要求應用程序配置語言/系統，提供一個聲明性API，能夠經過任意形式的聲明性規範。

　　　　　　不提供也不採用任何全面的機器配置，維護，管理或自動修復系統。

　　　　另外許多Paas系統運行在K8s上面，好比openshift，deis，eldarion，能夠自定義本身的paas與本身選擇的CI系統集成，或與K8s一塊兒使用，將容器鏡像部署到K8s上。

　　　　因爲K8s在應用級別而不是僅僅在硬件級別運行，所以它提供Paas產品通用的一些功能，如：部署、擴展、負載均衡、日誌記錄、監控等。可是K8s不是單一的，默認是可選和可插拔的。

　　　　K8s也不只僅是一個編排系統，它消除了編排的須要，編排表明工做流的執行爲從A到B，而後到C，相反，K8s是包括一套獨立、可組合的控制過程，經過聲明式語法使其連續地朝向指望狀態驅動當前狀態，不須要告訴它具體的從A到C的過程，只須要告訴到C的狀態便可，也不須要集中控制，這使得系統更易於使用，而且強大，更具備彈性和擴展性。

2、K8s架構

　　一、總體架構

3、常見組件

　　　　請見圖示1：分別包含一、二、三、4

　　一、master：

　　　　Kubernetes管理節點

　　二、apiserver：

　　　　提供接口服務，用戶經過apiserver來管理整個容器集羣平臺。API Server負責和Etcd交互（其餘組件不會直接操做etcd，只有API Server這麼作），整個Kubernetes集羣的全部交互都是以API server爲核心的。如：一、全部對集羣進行的查詢和管理都要經過API來進行；二、全部模塊之間並不會互相調用，而是經過和API Server打交道來完成本身那部分的工做、API Server提供的驗證和受權保證了整個集羣的安全

　　三、scheduler Kubernetes 調度服務：

　　四、Replication Controllers 複製：

　　　　　保證pod的高可用

　　　　　Replication Controller是Kubernetes系統中最有用的功能，實現複製多個Pod副本，每每一個應用須要多個Pod來支撐，而且能夠保證其複製的副本數，即便副本所調度分配的宿主機出現異常，經過Replication Controller 能夠保證在其它宿主機啓用同等數量的Pod。Replication Controller 能夠經過repcon模板來建立多個Pod副本，一樣也能夠直接複製已存在Pod，須要經過Label selector來關聯

　　　　請見圖示2：包含五、六、七、8

　　五、minion：

　　　　真正運行容器container的物理機。Kubernets中須要不少minion集羣，來提供運算

　　六、container：

　　　　容器，能夠運行服務和程序

　　七、Pod：

　　　　Kubernetes系統中，調度的最小顆粒不是單純的容器，而是抽象成一個Pod，Pod是一個能夠被建立、銷燬、調度、管理的最小部署單元。pod中能夠包括一個或一組容器。

　　　　　　pod：豆莢的意思，以下圖示理解pod及容器實例：

　　八、Kube_prox 代理：

　　　　作端口轉發，至關於LVS-NAT模式中的複製調度器

　　　　Proxy解決了同一宿主機，相同服務端口衝突的問題，還提供了對外服務的能力，Proxy後端使用了隨機、輪詢負載均衡算法。

　　九、etcd：

　　　　存儲Kubernetes的配置信息，能夠理解爲K8s數據庫，存儲這K8s容器平臺全部節點、pods、網絡等信息

　　十、services：

　　　　services是Kunbernetes最外圍的單元，經過虛擬一個訪問IP及服務端口，能夠訪問咱們定義好的Pod資源。目前的版本是經過iptables的nat轉發來實現，鑽發的目標端口爲Kube_proxy生成的隨機端口。

　　十一、Lables標籤：

　　　　Lables是用於區分Pod、Service、Replication Controller的key/value鍵值對，僅使用在Pod、Service、Replication Controller之間的關係識別，但對這些單元自己進行操做時得使用name標籤。

　　十二、Deployment部署

　　　　　　Kubernetes Deployment用於更新Pod和Replica Set（下一代的Replication Controller）的方法，能夠在Deployment對象中只描述你所指望的理想專題（預期運行狀態），Deployment控制器會將如今的實際狀態轉換成指望的狀態。例如，將全部的webapp：v1.0.9升級成webapp：v1.1.0，只須要建立Deployment，Kubernetes會按照Deployment自動進行升級，經過Deployment能夠用來建立新的資源

　　　　　　Deployment能夠幫咱們實現無人值守的上學，大大下降咱們上線的複雜和風險