「K8s入门指北」🌟 前言今天是我们「云原生」系列的第二篇：「走进 k8s 的世界」； Let’s get it！

🌟 前言

今天是我们「云原生」系列的第二篇：「走进 k8s 的世界」；

Let’s get it！

文章目录 🌟 前言

先导知识 🍑 容器 🍅 容器的特性 🍑 集群 🍑 分布式 🍑 微服务
什么是Kubernetes 🍑 Kubernetes的特点 🍅 自动装箱 🍅 自我修复（自愈） 🍅 水平扩展 🍅 服务发现和负载均衡 🍅 自动发布和回滚 🍅 密钥和配置管理 🍅 存储编排 🍅 批量处理执行 🍑 Kubernetes的部署方式
Kubernetes基本概念和术语 🍑 Master 🍑 Node 🍑 Pod 🍑 Label（标签） 🍅 资源标签 🍅 Label Selector（标签选择器） 🍑 Pod控制器 🍑 Server服务资源(Service) 🍑 存储卷(Volume) 🍑 Name和NameSpace 🍑 Annotation 🍑 Ingress
Kubernetes集群组件 🍑 Master组件 🍅 API Server 🍅 集群状态存储（Cluster State Store） 🍅 控制器管理器（Controller Manager） 🍅 调度器（Scheduler） 🍑 Node组件 🍅 Node的核心代理程序kubelet 🍅 容器运行时环境 🍅 Kube-proxy 🍑 核心附件 🍅 KubeDNS 🍅 Kubernetes Dashboard 🍅 Heapster 🍅 Ingress Controller 最后
先导知识在介绍 Kubernetes 之前，这里要给大家概括一下涉及到的其他知识

🍑 容器先来看一张对比图

容器技术是虚拟化技术的一种，以 Docker 为例，Docker 利用 Linux 的 LXC(LinuX Containers)技术、CGroup(Controll Group)技术和 AUFS(Advance UnionFileSystem)技术等，通过对进程和资源加以限制，进行调控，隔离出来一套供程序运行的环境。

我们把这一环境称为 “ 容器 ”，把构建该 “ 容器 ” 的 “ 只读模板 ”，称之为 “ 镜像 ”。

容器是独立的、隔离的，不同容器间不能直接通信，容器与宿主机也是隔离开来的，容器不能直接感知到宿主机的存在，同时宿主机也无法直接窥探容器内部。

虽然容器与宿主机在环境上，逻辑上是隔离的，但容器与宿主机共享内核，容器直接依赖于宿主机Linux系统的内核，这与虚拟机不同，后者是在宿主机的操作系统上，虚拟化一套硬件环境，然后在此环境上运行需要的操作系统。

容器的特性给开发生产提供了非常大的便利：

（1）DevOps理念，开发者可以使用同一个镜像，在开发环境、测试环境和生产环境构建相同的容器，即相同的程序运行环境，这样可以大大减少前期的环境部署时间，可以有效避免由于各个环境不一致而造成的灾难。

（2）“容器” 与 “微服务” 常是一起出现的一组名词，有了容器技术以后，可以更加方便的部署微服务，例如，可以把评论服务部署到一个容器里，把阅读的服务部署到另一个容器，这样在一个服务崩溃时不至于影响到其它服务，再者，容器启动速度快，可以在极短时间内恢复。

（3）很多时候，一些环境、工具需要复用，这时候容器是个很好的选择，我们可以把环境和工具打包成镜像，需要的时候用来构建容器使用。在Docker的镜像仓库上，也有很多官方的或第三方的镜像，这些镜像都是别人已经打包好的工具或者环境，我们只需一条命令，就可以把镜像拉取下来并构建容器启动，免去了自己动手开发部署的麻烦。

🍑 集群计算机是独立的，但我们可以通过一系列技术、软件，把分散的算力有效的集中起来，把多台独立的计算机当做一个整体来使用，而且这些计算机实现相同的业务，这就是集群。

🍑 分布式分布式就是把一个系统拆分开来部署到不同机器，与集群相同的是，两者都需要多台服务器，不同点是分布式并不强调实现相同的业务。

貌似网上大多数资料，对于集群和分布式的区分，都执着于两者是否实现相同的业务，即不同服务器运行同一份功能就是集群，运行不同功能就是分布式。

个人看法是，集群强调的是“集”、“统一的概念”，是物理上的、环境上的概念，只要是多台计算机搞在一起就是集群；

而分布式，更多的是描述应用系统的部署方式，把一个系统拆开部署到不同服务器，就是分布式。

🍑 微服务有必要提一下微服务，使用 kubernetes 可以更加便捷地部署微服务应用。

微服务和分布式都强调 “拆”、“分”，但微服务描述的是应用系统的架构，即怎么样把系统拆分，拆成多 “微”，这是微服务需要考虑的；

而分布式，强调的是 “分布”，即系统的部署方式，该怎么把系统的模块分布好，从而提高容灾能力、高可用性。

当 “微服务” 应用部署到一台服务器上，它就是 “微服务应用”，当把 “微服务” 应用的模块分开来部署到不同服务器，那么它也成了“分布式应用”

什么是Kubernetes Kubernetes 这个词比较长，常简写成 k8s，" 8 " 表示中间的 8 个字母。

Kubernetes(k8s) 是 Google 开源由 CNCF 基金会管理的容器集群管理系统，为容器化的应用提供部署运行、资源调度、服务发现和动态伸缩等一系列完整功能。

Kubernetes 被称为现在化的数据中心操作系统，大家都知道，操作系统是用来管理硬件资源比如 CPU、内存、磁盘、输入输出设备等资源的，并完成对这些资源的调度，而 Kubernetes 是将数据中心里的物理节点作为管理对象，并对物理节点上的资源进行调度完成编排任务。

操作系统的另一个特性就是容易扩展，比如，当 GPU 这种硬件出现后，操作系统应该很容扩展去管理这种资源，Kubernetes 作为数据中心操作系统同样也有这样的特性，它也非常容易扩展。

🍑 Kubernetes的特点 Kubernetes是一种用于在一组主机上运行和协同容器化应用程序的系统，旨在提供可预测性、可扩展性与高可用性的方法来完全管理容器化应用程序和服务的生命周期的平台。

用户可以定义应用程序的运行方式，以及与其他应用程序或外部世界交互的途径，并能实现服务的扩容和缩容，执行平滑滚动更新，以及在不同版本的应用程序之间调度流量以测试功能或回滚有问题的部署。

🍅 自我修复（自愈）支持容器故障后自动重启、节点故障后重新调度容器，以及其他可用节点、健康状态检查失败后关闭容器并重新创建等自我修复机制。

🍅 水平扩展支持通过简单明了或UI手动水平扩展，以及基于CPU等资源负载率的自动水平扩展机制。

🍅 服务发现和负载均衡 Kubernetes通过其附加组件之一的KubeDNS（或CoreDNS）为系统内置了服务发现功能，它会为每个Service配置DNS名称，并允许集群内的客户端直接使用此名称发出访问请求，而Service则通过iptables或ipvs内建了负载均衡机制。

🍅 自动发布和回滚 Kuberntes支持“灰度”更新应用程序或其配置信息，它会监控更新过程中应用程序的健康状态，以确保它不会同一时刻杀掉所有实例，而此过程中一旦有故障发生，就会立即自动执行回滚操作。

🍅 密钥和配置管理 Kubernetes的ConfigMap实现了配置数据与Docker镜像解耦，需要时，仅对配置做出变更而无需重新构建Docker镜像，这为应用开发部署带来了很大的灵活性。

此外，对于应用所依赖的一些敏感数据，如用户名和密码、令牌、密钥等信息，Kubernetes专门提供了Secret对象为其解耦，既便利了应用的快速开发和交付，又提供了一定程度上的安全保障。

🍅 存储编排 Kubernetes支持Pod对象按需自动挂载不同类型的存储系统，这包括节点本地存储、公有云服务商的云存储（如AWS和GCP等），以及网络存储系统（例如，NFS、ISCSI、GlusterFS、Ceph、Cinder和Flocker等）。

🍅 批量处理执行除了服务型应用，kubernetes还支持批处理作业及CI（持续集成），如果需要，一样可以实现容器故障后恢复。

🍑 Kubernetes的部署方式传统部署、虚拟化部署、容器部署

Kubernetes基本概念和术语 🍑 Master Master是集群的网关和中枢，负责诸如为用户和客户端暴露API、跟踪其他服务器的健康状态、以最优调度工作负载，以及编排其他组件之间的通信等任务；

它是用户或客户端与集群之间的核心联络点，并负责Kubernetes系统的大多数集中式管控逻辑。

🍑 Node Node 是 Kubernetes 集群的工作节点，负责接收来自Master的工作指令病根据指令相应地创建或销毁Pod对象，以及调整网络规则以合理地路由和转发流量等。

Node 节点可以在运行期间动态增加到 Kubernetes 集群中，前提是这个节点上已经正确安装、配置和启动了上述关键进程，在默认情况下 Kubelet 会向 Master 注册自己，这也是 Kubernetes 推荐的Node管理方式。

一旦 Node 被纳入集群管理范围，kubelet 进程就会定时向 Master 节点回报自身的情报，例如操作系统、Docker版本、机器的CPU和内存情况，以及当前有哪些Pod在运行等，这样 Master 可以获知每个Node的资源使用情况，并实现高效均衡的资源调度策略。

而某个 Node 超过指定时间不上报信息时，会被 Master 判定为”失联”，Node的状态被标记为不可用(Not Ready),随后 Master 会触发”工作负载大转移”的自动流程。