kubernetes（1）基本概念：概念及架构、特性

桃扇骨 2024-04-07 15:41 66阅读 0赞

## 概述 ##

kubernetes，简称 K8s，是用 8 代替 8 个字符“ubernete”而成的缩写

Kubernetes 提供了应用部署，规划，更新，维护的一种机制

传统的应用部署方式是通过插件或脚本来安装应用。

*  缺点：是应用的运行、配置、管理、所有生存周期将与当前操作系统绑定

新的方式是通过部署容器方式实现，每个容器之间互相隔离，每个容器有自己的文件系统 ，容器之间进程不会相互影响，能区分计算资源

*  做集群的话，docker不是很方便，k8s便可以解决docker里面很多不方便的地方
 *  `k8s`是 Google 开源的一个容器编排引擎，它支持自动化部署、大规模可伸缩、应用容器化管理。简单来说，它`是一个开源的容器化分集群管理系统`

**在 Kubernetes 中，我们可以创建多个容器，每个容器里面运行一个应用实例，然后通过内置的负载均衡策略，实现对这一组应用实例的管理、发现、访问，而这些细节都不需要运维人员去进行复杂的手工配置和处理**

总结：

1.  目标：让部署容器化应用更加简洁高效
2.  使用k8s进行容器化应用部署
3.  使用k8s利于应用扩展

## 优点 ##

1.  自动装箱：  
    基于容器对应用运行环境的资源配置要求，自动部署应用容器；这些过程便不需要手动去设置
2.  自我修复(自愈能力)  
    当容器失败时，会对容器进行重启；  
    当所部署的 Node 节点有问题时，会对容器进行重新部署和重新调度；  
    当容器未通过监控检查时，会关闭此容器直到容器正常运行时，才会对外提供服务（当一个节点里面所有的服务都启动后(包括服务和应用等启动后)，其才对外提供服务）
3.  水平扩展  
    通过简单的命令、用户 UI 界面或基于 CPU 等资源使用情况，对应用容器进行规模扩大或规模剪裁；（高峰期的时候让其副本数量增加，低谷期的时候，让副本数量减少）
4.  服务发现（负载均衡）  
    用户不需使用额外的服务发现机制，就能够基于Kubernetes 自身能力实现服务发现和负载均衡  
    **对外提供一个统一的入口，去完成节点的调度和负载均衡的功能**
5.  滚动更新  
    可以根据应用的变化，对应用容器运行的应用，进行一次性或批量式更新  
    **当检测没有问题才提供服务**
6.  版本回退  
    可以根据应用部署情况，对应用容器运行的应用，进行历史版本即时回退  
    **回退到之前的版本**
7.  密钥和配置管理  
    在不需要重新构建镜像的情况下，可以部署和更新密钥和应用配置，类似热部署。
8.  存储编排  
    自动实现存储系统挂载及应用，特别对有状态应用实现数据持久化非常重要  
    存储系统可以来自于本地目录、网络存储(NFS、Gluster、Ceph 等)、公共云存储服务
9.  批处理  
    提供一次性任务，定时任务；满足批量数据处理和分析的场景

## 集群架构组件组成 ##

简单的架构图如下：  
![在这里插入图片描述][675d1959fcc74271986dacad7b8dbaae.png]  
如果想要做一个k8s的集群，里面必须包含两部分

1.  master：主控节点，主要做管理操作  
    ![在这里插入图片描述][fc711180e9dc4e3ea2f23f3deceeff64.png]
2.  node：工作节点，主要做具体的一些事情  
    ![在这里插入图片描述][afdef155756442f2a9399d1de9970743.png]

在搭建一个k8s时，便需要去手动部署这些组件

### master ###

![在这里插入图片描述][f6f41386610746989d3c5ff75148adfc.png]

里面包含三部分

1.  ApiServer
2.  controller-manager
3.  scheduler
4.  etcd

#### ApiServer ####

apiServer：

1.  可以理解为`一个统一的入口`，是一个协调者，通过它将请求分发到不同的组件去
2.  提`供了资源操作的唯一入口`，并提供认证、授权、访问控制、API 注册和发现等机制；
3.  其是`以restful的请求方式`，提供的一些操作，最后`将这些操作交给etcd进行存储`

`etcd 保存了整个集群的状态`；

#### scheduler ####

进行`节点调度`，将一个应用在哪一个node节点上进行部署（`选择node节点应用调度`）

负责资源的调度，按照预定的调度策略将 Pod 调度到相应的机器上；

#### controller-manager ####

进行集中的控制管理，处理集群中常规的后台任务，一个资源对应一个控制器

负责维护集群的状态，比如故障检测、自动扩展、滚动更新等；

#### etcd ####

`etcd 保存了整个集群的状态`；

存储系统，用于报错集群中相关的一些数据

### node ###

![在这里插入图片描述][0afec000198c4083b8bd8d219f5d5cdb.png]

里面主要包含两部分

1.  kubelet
2.  kube-proxy

里面还有许多的docker ， pod等

#### kubelet ####

负责维护容器的生命周期，同时也负责 Volume（CSI）和网络（CNI）的管理；

master派到node节点的代表，管理本机容器

#### kube-proxy ####

负责为 Service 提供 cluster 内部的服务发现和负载均衡

实现pod的网络代理，实现负载均衡等操作

## k8s核心概念 ##

`通过service统一入口进行访问，过后由controller去创建pod进行部署`

### Pod ###

`是k8s里面最小的单元`

是**一组容器的集合**

`一个pod里面的所有容器是共享网络的`

其**生命周期是短暂的，服务器重启/部署后，该pod就变化了**

### controller ###

`使用controller去创建/部署pod`

可以确保预期的pod副本数量（一般是内置的）

`在k8s里面部署一个容器/应用，有两种部署情况`

1.  `无状态应用部署`  
    有两个节点，两个节点中都有多个容器和多个副本，一个节点挂掉了，该节点里面的内容可以直接拿到另一个节点里面去使用，便称为无状态（`之前没有任何约定，拿过来便可以直接使用`）
2.  `有状态应用部署`  
    `需要有特定的条件才能使用`

可以`确保所有的node去运行同一个pod`

`支持一次性任务和定时任务`

### service ###

`统一的入口`

`定义一组poid的访问规则`

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