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kubernetes 理论初识

程序员文章站 2023-12-23 15:48:34
文章目录Kubernetes 概述K8S对比其他容器管理软件优势Kubernetes 概述kubernetes,简称K8s,是用8代替8个字符“ubernete”而成的缩写。是Google在2014年发布的一个开源的,用于管理云平台中多个主机上的容器化的应用,Kubernetes的目标是让部署容器化的应用简单并且高效(powerful),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。这样做的缺点是应用的运行、配置、管理、所有生存周期将与当...

Kubernetes 概述

kubernetes,简称K8s,是用8代替8个字符“ubernete”而成的缩写。是Google在2014年发布的一个开源的,用于管理云平台中多个主机上的容器化的应用,Kubernetes的目标是让部署容器化的应用简单并且高效(powerful),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。这样做的缺点是应用的运行、配置、管理、所有生存周期将与当前操作系统绑定,这样做并不利于应用的升级更新/回滚等操作,当然也可以通过创建虚拟机的方式来实现某些功能,但是虚拟机非常重,并不利于可移植性。
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。相对于虚拟机,容器能快速部署,由于容器与底层设施、机器文件系统解耦的,所以它能在不同云、不同版本操作系统间进行迁移,
容器占用资源少、部署快,每个应用可以被打包成一个容器镜像,每个应用与容器间成一对一关系也使容器有更大优势,使用容器可以在build或release 的阶段,为应用创建容器镜像,因为每个应用不需要与其余的应用堆栈组合,也不依赖于生产环境基础结构,这使得从研发到测试、生产能提供一致环境。类似地,容器比虚拟机轻量、更“透明”,这更便于监控和管理。

K8S对比其他容器管理软件优势

轻量级:消耗资源小,开源,弹性伸缩,负载均衡:IPVS
可移植: 支持公有云,私有云,混合云,多重云(multi-cloud)
可扩展: 模块化, 插件化, 可挂载, 可组合
自动化: 自动部署,自动重启,自动复制,自动伸缩/扩展

Kubernetes 特性

自我修复

  • 再接点故障时重新启动失败的容器,替换和重新部署,保证预期的副本数量;杀死健康检查失败的容器,并且在为准备好之前不会处理客户端的请求,确保线上服务不中断。

弹性伸缩

  • 使用命令、URL或者基于CPU使用情况自动快速扩容和缩容应用程序实例,保证应用业务高峰并发时的高可靠性;业务低谷时自动回收资源,以最小成本运行服务。

自动部署回滚

  • K8S采用滚动更新策略更新应用,一次性更新一个Pod,而不是同时删除所有Pod,如果更新过程中出现问题,将回滚更改,确保升级不影响业务。

服务发现和负载均衡

  • K8S为多个容器提供统一访问入口(内部IP地址和DNS名称),并且负载均衡关联所有容器,使得用户无需考虑容器IP问题。

机密和配置管理

  • 管理机密数据和应用程序配置,而不需要把敏感数据暴露在镜像里,提高敏感数据安全性,并可以将一些常用的配置存储在K8S中,方便应用程序使用。

存储编排

  • 挂载外部存储系统,无论是来自本地存储,公有云,网络存储,都作为群集资源的一部分使用。极大提高存储使用灵活性。

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。

K8S架构

kubernetes 理论初识kubernetes 理论初识K8s 集群属于主从分布式架构,主要由分布式存储(etcd)、服务节点(Worker Node)和控制节点(Master Node)和一些其他核心组件构成
同刚介绍的Brog系统一样,有控制节点和工作节点。
控制节点:
Master Node:作为控制节点,对集群进行调度管理;Master Node由API Server、Scheduler、Cluster State Store和Controller-Manger Server所组成;
工作节点:
Worker Node:作为真正的工作节点,运行业务应用的容器;Worker Node包含kubelet、kube proxy和Container Runtime等;

K8S组件

etcd:键值对数据库 储存K8S集群所有重要信息(持久化),保存了整个集群的状态

Master Node控制节点:

  1. apiserver:是master控制节点中最重要的,所有的请求、访问等通信的入口内容都需要交给api
    server,也提供了认证,授权,访问控制,API注册和发现等机制
  2. Scheduler:负责介绍任务,选择合适的节点进行分配任务,即: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;
  3. Crontroller Manager:维持副本期望数目,负责维护集群的状态,比如故障检测、自动扩展、滚动更新等;

Worker Node工作节点:

  1. Kubelet(节点上的pod管家):直接跟容器引擎交互实现容器的生命周期管理,同时也负责Volume(CVI)和网络(CNI)的管理;负责Node节点上pod的创建、修改、监控、删除等全生命周期的管理
  2. Kube-proxy:负责写入规则至 IPTABLES、IPVS
    实现服务映射访问,负责为Service提供cluster内部的服务发现和负载均衡;
  3. Container runtime:负责镜像管理以及Pod和容器的真正运行(CRI);

其他组件:

  1. CoreDNS:可以为集群中的SVC创建一个域名IP的对应关系解析
  2. Dashboard:给 K8S 集群提供一个 B/S 结构访问体系,提供GUI;
  3. Ingress Controller:为服务提供外网入口;官方只能实现四层代理,INGRESS 可以实现七层代理
  4. Federation:提供跨可用区的集群;提供一个可以跨集群中心多K8S统一管理功能
  5. PROMETHEUS:普罗米修斯,提供K8S集群的监控能力
  6. ELK:提供 K8S 集群日志统一分析介入平台

核心概念:
Pod:

  1. 最小部署单元
  2. 一组容器的集合
  3. 一个Pod中的容器共享网络命名空间
  4. Pod是短暂的

Controllers:

  1. ReplicaSet:确保预期的Pod副本数量
  2. Deployment:无状态应用部署
  3. StatefulSet:有状态应用部署
  4. DaemonSet:确保所有Node运行同一个Pod
  5. Job:一次性任务
  6. Cronjob:定时任务

更高级层次对象,部署和管理Pod
Service:

  1. 防止Pod失联
  2. 定义一组Pod的访问策略

Label:标签,附加到某个资源上,用于关联对象、查询和筛选
Namespacs:命名空间,将对象逻辑上隔离
Annotations:注释

分层架构

kubernetes 理论初识

  • 核心层:是Kubernetes最核心的层面,对外提供API构建高层的应用,对内提供插件式应用执行环境;
  • 应用层:部署(无状态应用、有状态应用、批处理任务、集群应用等)和路由(服务发现、DNS解析等);
  • 管理层:系统度量(如基础设施、容器和网络的度量),自动化(如自动扩展、动态Provision等)以及策略管理(RBAC、Quota、PSP、NetworkPolicy等);
  • 接口层:kubectl命令行工具、客户端SDK以及集群联邦;
  • 生态系统:在接口层之上的庞大容器集群管理调度的生态系统,可以划分为两个范畴:
    Kubernetes外部:日志、监控、配置管理、CI、CD、Workflow、FaaS、OTS应用、ChatOps等;
    Kubernetes内部:CRI、CNI、CVI、镜像仓库、Cloud Provider、集群自身的配置和管理等;

本文地址:https://blog.csdn.net/Ora_G/article/details/108837491

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