KubernetesBorg解决3大问题

Kubernetes 源于希腊语，意为 “舵手” 或 “飞行员”。Google 在 2014 年开源了 Kubernetes 项目。Kubernetes 建立在 Borg 的基础上，结合了社区中最好的想法和实践。

Borg解决3大问题

1. 隐藏资源管理和错误处理的细节，让业务同学专注于开发应用
2. 高运维可靠性和可用性
3. 在海量机器上部署应用

架构图

名词

• Node

Pod运行所在的工作主机，包含容器运行时(docker)，kubelet 和 kube proxy。

• Kubelet

  • 通过 API Server 接收到所需要 Pod 运行的状态，去完成Node内对Pod的管理。

• Kube proxy

  • 监听 API server 中 service 和 endpoint 的变化情况，并通过 iptables 等来为服务配置负载均衡（仅支持 TCP 和 UDP）。

• Pause Pod

作为Pod的根容器，它的存活状态代表容器组的状态，业务容器共享根容器的Volumn。

• Pod

部署、水平扩展和制作副本的最小单元。一个Pod只能在一个Node上，Pod内的所有容器共享存 储和网络。

• Container 容器

同Docker容器相同含义，应用程序一次打包，多处部署。

• Master / Control Plane 控制面

  • Scheduler 调度器

    • Scheduler 会实时监测 Kubernetes 集群中未分发和已分发的所有运行的 Pod。
    • Scheduler 会实时监测 Node 节点信息，由于会频繁查找 Node 节点，Scheduler 同时会缓存一份最新的信息在本地。
    • Scheduler 在分发 Pod 到指定的 Node 节点后，会把 Pod 相关的信息 Binding 写回 API Server，以方便其它组件使用。

  • API Server

    • 提供HTTP Rest 接口的服务进程，是集群控制的入口进程。

  • Controller 控制器

    • Replication Controller / ReplicaSet

      • Input: Pod期待副本数N，Label 选择器，Pod创建模板。
      • Perform: 定期检查并调整当前存活的Pod数为N。
      • 可实现TCE/水平扩缩容

    • Deployment

      • 底层会操作ReplicaSet完成升级、回滚。
      • 可实现TCE/创建服务、服务升级、服务回滚。

    • Job

      • 一次性任务，可部署到多个Pod上。

    • Cron Job

      • 定时任务，周期执行Job。

    • DaemonSet

      • 指定标签的Node上各部署一个Pod的副本，如监控、日志收集等Agent。

    • Horizontal Pod AutoScaler

      • 根据CPU或自定义指标动态Pod扩缩容。
      • 可实现TCE/自动扩容

• Namespace

  • Kubernetes支持在相同物理集群上创建多个虚拟集群，这些虚拟集群称为Namespace。

• Label 标签

  • 键值对，用来和对象绑定，使用标签来区分同一Namespace内的资源。

• Service

  • 指定标签的Pod作为服务后端，获得一个虚拟的Cluster IP和端口，并创建同名Endpoints对象。

  • 服务发现

    • 环境变量：后启动的Pod，环境变量会包含之前创建的服务的cluster ip:port。
    • DNS：不受Pod启动先后的影响，随时可以获取到新老服务的cluster ip:port。

• Volumes

  • 用来声明在 Pod 中的容器可以访问文件目录。
  • 生命周期和Pod相同，Container重启数据仍保留。