这是我参与「第四届青训营 」笔记创作活动的的第17天
Kubernetes简介
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容器相比于传统的虚拟化技术，更轻量，更敏捷，更易于管理，运维成本更低；
- 一次打包，任意地方运行
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如果容器规模巨大，如何编排管理容器也是个巨大的挑战，需要一个强大的管理系统，Kubernetes 在这方面表现很好
Kubernetes 定义
- 便携，可扩展，开源的容器管理平台
Kubernetes 几个核心概念
- Pod：Kubernetes中编排调度、管理的最小单位，
- PVC/PV/StorageClass
- Deployment：Pod的集合
- Statefulset：Pod的集合，集合中的Pod可以挂不同的存储卷
- Node：结点主要分为控制面和数据面，数据面主要是运行机器的地方，node映射到机器的概念。
Kubernetes 架构
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ETCD
- 持久化数据中心
- 维护集群中所有数据的有序性和一致性
- 事件机制同步数据变更
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APIServer
- 对所有组件提供 API 接口
- 负责 admission，鉴权等功能
- 提供后端 etcd 数据 cacher，降低 ETCD 压力
- 结合 ETCD，提供 List-Watch 机制
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Controller-manager
- 提供一系列控制器，负责维护各种对象的生命周期 比如：Node controller，PV controller，Deployment controller，StatefulSet controller等
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Kubelet
- 基于 Pod 声明，真正开始启动容器，负责容器生命周期维护
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Kube-proxy
- 网络代理，负责维护节点网络规则，接管 Pod 出入流量
Kubernetes 特心功能
- 服务发现和负载均衡
- 存储编排
- 自动发布，回滚
- 自愈
- 秘钥，配置管理
- 资源管理，应用编排调度
资源管理
资源种类：
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计算类
- 原生： CPU，memory，等；
- 可通过 Device plugin 方式支持的非原生： numa，socket。。。
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存储类
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原生：
- 临时存储： Ephemeral storage，EmptyDir 等
- 持久化 (PV): Cinder, RBD, Cephfs, NFS, GlusterFS...
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可以通过 CSI 方式扩展支持其他存储；
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资源上报：
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计算资源上报：
- cAdvisor -> Kubelet -> Node
- Agent -> Device plugin -> Kubelet -> Node
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存储资源上报：
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临时存储：
- cAdvisor -> Kubelet -> Node
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持久化存储：
- 托管到存储提供商管理
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资源状态维护：
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计算资源状态维护：
- kubelet/cgroup manager/device manager/evictioner manager -> cpu, memory, extended resources
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存储资源维护
- PV controller -> PV/PVC
资源回收：
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计算资源回收：
- Kubelet -> cgroup manager -> cpu, memory...
- Kubelet -> device manager -> extended resources
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存储资源回收：
- Controller manager -> unmounter -> detacher -> deleter
Kubernetes 调度
资源调度流程
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过滤
- Pre-Filter: 进行一些全局的准备工作，防止流程中多次重复计算；
- Filter: 基于 Pod 的约束，进行 Pod -> Node 的匹配工作；
- Post-Filter: 如果没有一个合适的节点，则进行一些抢占行为（驱逐低优任务），看是否能找到合适节点；
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打分
- 基于前面的过滤节点，对合适的节点进行打分，按照分值高低进行排序；
- 如果前面没有合适的节点，则直接调度失败；
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任务分配
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Reserve: 在调度器 cache 里面缓存调度结果，为了解决异步 API 操作带来的时延问题；
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Permit： 扩展接口，可以在这里支持一些扩展语音，比如： Gang 等；
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结果有三类： 失败，成功，等待
- 失败： 直接返回调度失败结果；
- 成功： 直接通过；
- 等待： 则异步等待，不阻塞其他流程；
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Pre-Bind: 任务运行前的一些准备操作，比如： 动态创建 Volume 等；
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Bind: 把 Pod 绑定到 Node，即： 给应用分配运行节点；
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