Kubernetes 学习笔记01 || Kubernetes介绍

橘子味的二条
366 阅读6分钟

这是我参与8月更文挑战的第8天，活动详情查看：   8月更文挑战

1. 应用部署方式演变

  1. 部署应用程序的变化
    • 传统部署：互联网早期，会直接将应用程序部署在物理机上

      优点：简单，不需要其它技术的参与 缺点：不能为应用程序定义资源使用边界，很难合理地分配计算资源，而且程序之间容易产生影响

    • 虚拟化部署：可以在一台物理机上运行多个虚拟机，每个虚拟机都是独立的一个环境

      优点：程序环境不会相互产生影响，提供了一定程度的安全性 缺点：增加了操作系统，浪费了部分资源

    • 容器化部署：与虚拟化类似，但是共享了操作系统

      优点：

      1. 可以保证每个容器拥有自己的文件系统、CPU、内存、进程空间等
      2. 运行应用程序所需要的资源都被容器包装，并和底层基础架构解耦
      3. 容器化的应用程序可以跨云服务商、跨Linux操作系统发行版进行部署 image-20200505183738289.png
  2. 容器化部署方式存在的问题：容器编排问题，比如容器调度、部署、跨多节点访问、自动伸缩等问题。
  3. 容器编排引擎需要什么
    ea2c1a36fff94f34ba7a81e9c0da65d.png
  4. 常见的容器编排引擎工具
    • Kubernetes：Google开源的的容器编排工具。目标就是消除编排物理或者虚拟计算、网络和存储等基础设施负担，让应用运营商和开发工作者可以专注在以容器为核心的应用上面，同时可以优化集群的资源利用率。Kubernetes 采用了 Pod 和 Label 这样的概念，把容器组合成一个个相互依赖的逻辑单元，相关容器被组合成 Pod 后被共同部署和调度，就形成了服务，这也是 Kuberentes 和其他两个调度管理系统最大的区别。
    • Swarm：Docker 公司自己的产品，会直接调度 Docker 容器，并且使用标准的 Docker API 语义，为用户提供无缝衔接的使用体验。Swarm 更多的是面向于开发者，而且对容错性支持不够好。
    • Mesos：是一个分布式资源管理平台，提供了 Framework 注册机制。接入的框架必须有一个Framework Scheduler 模块负责框架内部的任务调度，还有一个 Framework Executor 负责启动运行框架内的任务。需要和Marathon结合使用。

2. Kubernetes简介

kubernetes的本质是一组服务器集群，它可以在集群的每个节点上运行特定的程序，来对节点中的容器进行管理。目的是实现资源管理的自动化，主要提供了如下的主要功能：

  • 自我修复：一旦某一个容器崩溃，能够在1秒中左右迅速启动新的容器
  • 弹性伸缩：可以根据需要，自动对集群中正在运行的容器数量进行调整
  • 服务发现：服务可以通过自动发现的形式找到它所依赖的服务
  • 负载均衡：如果一个服务起动了多个容器，能够自动实现请求的负载均衡
  • 版本回退：如果发现新发布的程序版本有问题，可以立即回退到原来的版本
  • 存储编排：可以根据容器自身的需求自动创建存储卷

3. Kubernetes组件

一个kubernetes集群主要是由控制节点(Master) 、工作节点( Node) 、Addons构成，每个节点上都会安装不同的组件。

  • Master：集群的控制平面，负责集群的决策 ( 管理 )
    1. ApiServer : 资源操作的唯一入口，接收用户输入的命令，提供认证、授权、API注册和发现等机制
    2. Scheduler : 负责集群资源调度，按照预定的调度策略将Pod调度到相应的node节点上
    3. Controller-Manager : 负责维护集群的状态，比如程序部署安排、故障检测、自动扩展、滚动更新等
    4. Etcd ：负责存储集群中各种资源对象的信息（包括当前集群的状态信息和配置信息）
  • Node：集群的数据平面，负责为容器提供运行环境 ( 工作 )
    1. Kubelet : 负责维护容器的生命周期，即通过控制docker，来创建、更新、销毁容器
    2. KubeProxy : 负责提供集群内部的服务发现和负载均衡
    3. 容器引擎 : 负责节点上容器的各种操作（Docker、rkt...）
  • Addons：Addons 使用 Kubernetes 资源（DaemonSet、Deployment等）实现集群的功能特性。由于他们提供集群级别的功能特性，addons使用到的Kubernetes资源都放置在 kube-system 名称空间下。 image-20200406184656917.png

4. Kubernetes概念

  • Master：集群控制节点，每个集群需要至少一个master节点负责集群的管控
  • Node：工作负载节点，由Master分配容器到这些node工作节点上,然后Node节点上的容器引擎负责容器的运行。Node 是 Pod 真正运行的主机，可以是物理机，也可以是虚拟机。为了管理 Pod，每个 Node 节点上至少要运行 container runtime（比如 docker 或者 rkt）、kubelet 和 kube-proxy 服务。
  • Pod：kubernetes调度的基本单位，Kubernetes 使用 Pod 来管理容器，每个 Pod 可以包含一个或多个紧密关联的容器
  • Controller：控制器，通过它来实现对pod的管理，比如启动pod、停止pod、伸缩pod的数量等等。Controller有很多种类，不同的Controller有不同的应用场景。
  • Service：Service 是应用服务的抽象，通过 labels 为应用提供负载均衡和服务发现。pod对外服务的统一入口，下面可以维护者同一类的多个pod。
    • 匹配 labels 的 Pod IP 和端口列表组成 endpoints，由 kube-proxy 负责将服务 IP 负载均衡到这些 endpoints 上。
    • 每个 Service 都会自动分配一个 cluster IP（仅在集群内部可访问的虚拟地址）和 DNS 名，其他容器可以通过该地址或 DNS 来访问服务，而不需要了解后端容器的运行。
  • Label：Label 是识别 Kubernetes 对象的标签，以 key/value 的方式附加到对象上。标签，用于对pod进行分类，同一类pod会拥有相同的标签。
  • NameSpace：Namespace 是对一组资源和对象的抽象集合。命名空间，用来隔离pod的运行环境。
  • Container：Container（容器）是一种便携式、轻量级的操作系统级虚拟化技术。它使用 namespace 隔离不同的软件运行环境，并通过镜像自包含软件的运行环境，从而使得容器可以很方便的在任何地方运行。
avatar
文章
阅读
粉丝