kubernetes（k8s）

应用程序部署的演变过程

在部署应用程序的方式上，主要经历了三个时代

• 传统部署

互联网早期，会直接将应用程序部署在物理机上
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影响

• 虚拟化部署

可以在一台物理机上运行多个虚拟机，每个虚拟机都是一个独立的环境
优点： 程序环境不会互相产生影响，提供了一定程序的安全性
缺点： 增加了操作系统，浪费了部分资源

• 容器化部署

与虚拟化类似，但是共享了操作系统
优点： 可以保证每个容器拥有自己的文件系统，cpu，内存，进程空间等；运行应用程序所需要的资源都被容器包装，并和底层基础架构解藕；容器化的应用程序可以跨云服务商，跨linux操作系统发行版进行部署
缺点： 一系列容器的管理问题，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的软件

“解耦”（Decoupling）是软件开发和系统设计中一个常见的概念，指的是降低系统中不同部分之间的依赖程度，以便每个部分都可以更独立地开发、测试、修改和扩展。当谈到“和底层基础架构解耦”时，这通常意味着将应用程序或服务的逻辑与其底层基础设施（如数据库、消息队列、云服务等）的实现细节分离开来。

kubernetes的介绍

什么是kubernetes

kubernetes本质是一组服务器集群。
他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。他的目的就是实现资源管理的自动化。

kubernetes的主要功能：

• 自我修复：一单摸个容器崩溃，就能在1妙钟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
• 读物发现：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：如果一个服务启动了多个容器，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

kubernetes的组件

一个kubernetes集群主要是由控制节点，工作节点构成。每个节点上安装的组件不同。

• master：集群的控制平面，负责集群的决策
  1. ApiServer：资源操作的唯一入口，接受用户输入的命令，提供认证、授权、API注册和发现等机制
  2. 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
  3. ControllerManager：负责维护集群的状态,比如程序部署安装,故障检测,自动扩展,滚动更新等
  4. Etcd：负责存储集群中各种资源对象的信息
• node：集群的工作平面，负责为容器提供运行环境
  1. Kubelet：负责维护容器的生命周期,即通过控制docker,来创建、更新、销毁容器
  2. KubeProxy：负责提供集群内部的服务发现和负载均衡
  3. Docker：负责节点上容器的各种操作
     

实例：

部署一个nginx服务来说明kubernetes系统各个组件的调用关系

• 一旦kubernetes环境启动之后，master和node都会将自身的信息存储在etcd中。（因为要知道谁决策，谁工作）
• 一个nginx服务的安装请求首先会被发送到master节点的ApiServer组件。
• ApiServer组件会调用schedule组件来决定到底把服务安装到哪个node节点上（scheduler组件会去etcd读取各个node节点的信息，然后按照一定的算法进行选择，并将结果告知aoiserver）
• apiserver组件会调用controller-manager组件，去调度node节点安装nginx服务
• node节点上的kubelet组件接受到指令后，会通知docker，然后由dicker来启动一个nginx的pod。（pod是kubernetes中一个最小的操作单元，容器必须跑在pod中）
• 【nginx服务搭建完成】
• 访问ngixn，需要通过node节点上的kubu-proxy来对pod产生访问代理。外界用户才可以访问集群中的nginx服务

kubernetes的概念

• 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：工作负责节点，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，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dd等等
• service：pod对外服务的同意入口，下面可以维护着同一类的多个pod
• label：标签，用于对pod进行分类，同一类的pod会拥有相同的标签
• namspace：命名空间，用来隔离pod的运行环境