我们对容器技术与Docker已经有了一定的了解，那么K8S又是做什么的呢？K8S全称Kubernetes，是承担分布式场景中容器部署、路由通信、扩缩容与快速恢复等功能的技术。
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1. 图解K8S核心工作
- 同步K8S完成容器的分布式部署
- 物理机故障时，K8S自动完成容器迁徙
- 通过K8S将用户请求路由到指定的容器
2. K8S与容器部署
2.1. Node、Pod与Container
Node、Pod与Container是K8S中的三级重要概念，很容易让我们一头雾水。让我们回到K8S的核心功能之一：容器部署，就是把Docker容器部署到物理机器上，在这个过程中，Docker容器就是Container，物理机器就是Node，而Pod是K8S中的结构，Pod中有一个或多个Container，之后，每个Pod都会部署到一个Node上，完成K8S的容器部署过程。
有的应用是需要多个容器配合起来才能运行的，那么就需要一个“东西”把这多个容器放在一起，让这些容器感觉是运行在同一台机器上，这个东西就是Pod。Pod是K8S的基本部署单元，Pod不能跨Node部署。
2.2. Pod
Pod是Kubernetes中部署的最小单位，它可以包含一个或多个紧密关联的容器。这些容器共享同一个网络命名空间和存储卷，意味着它们可以通过localhost进行通信，并共享存储。
一个Pod可以包含以下组件：
容器：Pod中运行的应用程序的代码。例如，一个Web服务器容器和一个数据库容器可以在同一个Pod中运行。
网络：每个Pod都有自己的IP地址，Pod内的所有容器共享同一个IP地址，并可以通过localhost相互访问。
存储卷：Pod可以挂载一个或多个存储卷，以便容器能够持久存储和访问数据。
Pod的生命周期包括几个阶段：
Pending：Pod已被创建，但某些资源尚未分配。
Running：Pod已分配到节点上，容器正在运行。
Succeeded：Pod中的所有容器都已成功完成。
Failed：Pod中的某个容器失败。
Unknown：Kubernetes无法确定Pod的状态。
3. K8S的路由通信
3.1. Pod间的通信
不同Node上的Pod的网络是互通，这个是k8s的规范要求，依赖底层网络插件的实现。
3.2. K8S对外通信
K8S通过Service与用户进行网络通信，用户的网络请求会先打到K8S的Service服务器上，之后由Service路由到对应的Pod。
Service是通过标签来找到对应提供服务的Pod的。标签是Pod上的一个标识，同样功能的Pod的标签是相同的。
4. K8S高可用
K8s的设计原则之一是：声明式优于命令式，就是说你告诉k8s你的愿望，它帮你实现。而不是你告诉k8s做什么。K8S的高可用也是这样实现的。
4.1. ReplicaSet
RS是确保某个类型的Pod在集群的保持一定数量的副本数。通过它，k8s帮你实现“在集群中总是有x个节点”。
一个RS包括以下几个部分：
- 标签选择器：通过它，RS能找到属于它管理的那些Pod
- replica count: 表示需要运行几个副本
- pod template: pod的模板，当当前运行的副本数小于预期数量，将基于该模板创建出新Pod实例。
RS是通过标签来识别Pod，并保持Pod的数量的。如果手动将Pod的标签移除（或者删除一个Pod），那么RS将会创建出一个新的Pod补足，旧的Pod将不受RS的管理。如果手动创建出了一个有相同标签的Pod，那么k8s将销毁一个Pod，保持Pod数量与预期一致。
如果修改Pod的template，那么RS会怎么样？答案是，RS只管Pod的标签，并不管Pod运行的是什么image。
4.2. Deployment
如果更改了Pod的template，那么只会影响到新创建出的Pod。如果我们期望Pod的template升级后，所有已经存在的Pod都能升级到新的版本，Deployment就是实现这个目标的。
当调整了Deployment中Pod template之后，如果需要升级容器（比如image变了），那么Deployment会滚动对Pod进行升级（实际是创建新的Pod，同时把老的Pod给销毁掉）。滚动升级过程中涉及到2个重要的参数maxSurge和maxUnavailable，它们决定了升级过程中Pod数量的上限和下限。假设预期有 desired 个Pod，升级过程中最多可有 desired + maxSurge 个Pod，最少必须有 desired - maxUnavailable 个Pod。
4.3. 主从架构
K8S是主从集群结构：
Master节点：
- etcd存储集群元数据，提供高可用的存储。
- apiserver提供对外的接口，是master的重要部分。
- Scheduler：根据Pod的需求，寻找适合Pod的Node。
- ControllerManager，包括各种Controller，如上面的ReplicaSetController。
Worker节点：
- kubelet：是node上的守护进程 ，统管Node上的所有事务。
- kube-proxy: 和网络相关的组件，监听主节点server的信号。
- Container Runtime(图中有误)，容器的运行时，如Docker。
