k8s学习五-k8s介绍(为什么要学k8s)

应用部署方式的演变

在部署应用程序的方式上,主要经历了3个时代:

传统部署

互联网早期,会直接将应用程序部署在物理机上,例如直接将java程序部署到物理机中

优点:简单,不需要其他技术的参与

缺点:不能为应用程序定义资源使用边界,很难合理的分配计算资源,而且程序之间容易产生互相影响

比如2个java程序,互相争抢内存,可能出现一个占用90%cpu+内存,另一个只能分配10%的情况

当1个程序出现漏洞时,可能导致另一个程序也受到影响

虚拟机部署

可以在一台物理机上运行多个虚拟机,每个虚拟机都是独立的环境

优点:程序不会相互产生影响,提供了一定程度的安全性

缺点:每个虚拟机都需要额外的虚拟资源占用(在虚拟机上运行新的操作系统),浪费了部分资源

容器化部署

与虚拟机类似,但是无需使用新的操作系统运行,而是在当前操作系统运行,通过cgroup技术进行容器化包装

目前的时代,就是容器化部署时代

容器化问题

容器化部署方式带来了非常多的遍历,但是也会出现一些问题,比如说:

一个容器故障停机了,怎么样让另外一个容器立刻启动去替补停机的容器?

当并发访问量大的时候,怎么样做的横向扩展容器数量?

这些容器管理的问题统称为容器编排问题,为了解决这些容器编排问题,就产生了一些容器编排软件:

• Swarm：Docker自己的容器编排工具

• Mesos：Apache的一个资源统一管控的工具，需要和Marathon结合使用

• Kubernetes：Google开源的的容器编排工具

kubernetes(k8s)

kubernetes，是一个全新的基于容器技术的分布式架构领先方案，是谷歌严格保密十几年的秘密武器----Borg系统的一个开源版本，于2014年9月发布第一个版本，2015年7月发布第一个正式版本。

kubernetes的本质是一组服务器集群，它可以在集群的每个节点上运行特定的程序，来对节点中的容器进行管理。目的是实现资源管理的自动化，主要提供了如下的主要功能：

• 自我修复：一旦某一个容器崩溃，能够在1秒中左右迅速启动新的容器

• 弹性伸缩：可以根据需要，自动对集群中正在运行的容器数量进行调整

• 服务发现：服务可以通过自动发现的形式找到它所依赖的服务

• 负载均衡：如果一个服务起动了多个容器，能够自动实现请求的负载均衡

• 版本回退：如果发现新发布的程序版本有问题，可以立即回退到原来的版本

• 存储编排：可以根据容器自身的需求自动创建存储卷

一个k8s集群主要是由 控制节点(master),工作节点(node) 构成,每个节点上都会安装不同的组件:

Master

集群的控制平面,负责集群的决策(管理),它的组件如下

root@master:/home/tioncico# kubectl get pods -n kube-system 
NAME                             READY   STATUS    RESTARTS        AGE
coredns-6d8c4cb4d-575sw          1/1     Running   1 (5h29m ago)   23h
coredns-6d8c4cb4d-p4nv8          1/1     Running   1 (5h29m ago)   23h
etcd-master                      1/1     Running   1 (5h29m ago)   23h
kube-apiserver-master            1/1     Running   1 (5h29m ago)   23h
kube-controller-manager-master   1/1     Running   2 (5h29m ago)   23h
kube-proxy-g8rnm                 1/1     Running   0               3h37m
kube-proxy-n2n4n                 1/1     Running   1 (5h29m ago)   23h
kube-scheduler-master            1/1     Running   2 (5h29m ago)   23h

ApiServer

资源操作的唯一入口,接收用户输入的命令,提供认证,授权,api注册和发现等机制

Scheduler

负责集群资源调度,按照预定的调度策略将pod调度到相应的node节点上

ControllerManager

负责维护集群的状态,比如程序部署安排,故障检测,自动扩展,滚动更新等

Etcd

负责存储集群中各种资源对象的信息

Node

集群的数据平面,负责为容器提供运行环境(干活)

Kubelet

负责维护容器的声明周期,即 通过控制docker(获取其他容器软件),来创建,更新,销毁容器

KubeProxy

负责提供集群内部的服务发现和负载均衡代理

Docker

负责节点上容器的各种操作,docker可换成container,crio,podman等方案

kubernetes概念

Master：集群控制节点，每个集群需要至少一个master节点负责集群的管控

Node：工作负载节点，由master分配容器到这些node工作节点上，然后node节点上的docker负责容器的运行

Pod：kubernetes的最小控制单元，容器都是运行在pod中的，一个pod中可以有1个或者多个容器

Controller：控制器，通过它来实现对pod的管理，比如启动pod、停止pod、伸缩pod的数量等等

Service：pod对外服务的统一入口，下面可以维护者同一类的多个pod

Label：标签，用于对pod进行分类，同一类pod会拥有相同的标签

NameSpace：命名空间，用来隔离pod的运行环境