谷粒商城-集群-81-K8S 快速入门

2020-09-18 16:44:36 ⋅ 20200 ⋅ 0 ⋅ 0

一、k8s快速入门

1、简介

kubernetes简称k8s。是用于自动部署，扩展和管理容器化应用程序的开源系统。

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2、部署方式的进化

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传统部署时代： 早期，组织在物理服务器上运行应用程序。无法为物理服务器中的应用程序定义资源边界，这会导致资源分配问题。例如，如果在物理服务器上运行多个应用程序，则可能会出现一个应用程序占用大部分资源的情况，结果可能导致其他应用程序的性能下降。一种解决方案是在不同的物理服务器上运行每个应用程序，但是由于资源利用不足而无法扩展，并且组织维护许多物理服务器的成本很高。

虚拟化部署时代： 作为解决方案，引入了虚拟化功能，它允许您在单个物理服务器的 CPU 上运行多个虚拟机（VM）。虚拟化功能允许应用程序在 VM 之间隔离，并提供安全级别，因为一个应用程序的信息不能被另一应用程序自由地访问。

因为虚拟化可以轻松地添加或更新应用程序、降低硬件成本等等，所以虚拟化可以更好地利用物理服务器中的资源，并可以实现更好的可伸缩性。

每个 VM 是一台完整的计算机，在虚拟化硬件之上运行所有组件，包括其自己的操作系统。

容器部署时代： 容器类似于 VM，但是它们具有轻量级的隔离属性，可以在应用程序之间共享操作系统（OS）。因此，容器被认为是轻量级的。容器与 VM 类似，具有自己的文件系统、CPU、内存、进程空间等。由于它们与基础架构分离，因此可以跨云和 OS 分发进行移植。

3、为什么需要 Kubernetes，它能做什么?

容器是打包和运行应用程序的好方式。在生产环境中，您需要管理运行应用程序的容器，并确保不会停机。例如，如果一个容器发生故障，则需要启动另一个容器。如果系统处理此行为，会不会更容易？

这就是 Kubernetes 的救援方法！Kubernetes 为您提供了一个可弹性运行分布式系统的框架。Kubernetes 会满足您的扩展要求、故障转移、部署模式等。例如，Kubernetes 可以轻松管理系统的 Canary 部署。

Kubernetes 为您提供：

  • 服务发现和负载均衡 Kubernetes 可以使用 DNS 名称或自己的 IP 地址公开容器，如果到容器的流量很大，Kubernetes 可以负载均衡并分配网络流量，从而使部署稳定。

  • 存储编排 Kubernetes 允许您自动挂载您选择的存储系统，例如本地存储、公共云提供商等。

  • 自动部署和回滚 您可以使用 Kubernetes 描述已部署容器的所需状态，它可以以受控的速率将实际状态更改为所需状态。例如，您可以自动化 Kubernetes 来为您的部署创建新容器，删除现有容器并将它们的所有资源用于新容器。

  • 自动二进制打包 Kubernetes 允许您指定每个容器所需 CPU 和内存（RAM）。当容器指定了资源请求时，Kubernetes 可以做出更好的决策来管理容器的资源。

  • 自我修复 Kubernetes 重新启动失败的容器、替换容器、杀死不响应用户定义的运行状况检查的容器，并且在准备好服务之前不将其通告给客户端。

  • 密钥与配置管理 Kubernetes 允许您存储和管理敏感信息，例如密码、OAuth 令牌和 ssh 密钥。您可以在不重建容器镜像的情况下部署和更新密钥和应用程序配置，也无需在堆栈配置中暴露密钥。

4、架构

Node节点架构

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kubelet:

  • 一个在集群中每个节点上运行的代理。它保证容器都运行在 Pod中。
  • 负责维护容器的生命周期，同时也负责Volume(CSI)和网络的管理

kube-proxy

  • 负责为service 提供 cluster 内部的服务发现和负载均衡。

容器运行环境(Container Runtime)

  • 容器运行环境是负责运行容器的软件
  • K8s 支持多个容器运行环境：Docker、containerd、cri-o以及任何实现 Kubernetes CRI(容器运行环境接口)。

fluentd

  • 是一个守护进程，它有助于提供集群层面日志。

完整概念架构

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Container：容器，可以是 docker启动的一个容器
Pod：

  • k8s使用Pod来组织一组容器
  • 一个 Pod 中的所有容器共享同一网络
  • Pod是 k8s 中的最小部署单元

Volume：

  • 声明在 Pod 容器中可访问的文件目录
  • 可以被挂载在 Pod 中一个或多个容器的指定路径下
  • 支持多种后端存储抽象（本地存储、分布式存储、云存储）

Controllers: 更高层次对象，部署和管理Pod；

  • ReplicaSet: 确保预期的 Pod 副本数量
  • Deplotment: 无状态应用部署
  • Statefulset：有状态应用部署
  • Daemonset：确保所有 Node 都运行一个指定 Pod
  • Job： 一次性任务
  • Cronjob: 定时任务

Deployment:

  • 定义一组 Pod 的副本数目、版本等
  • 通过控制器（Controller）维持 Pod 数目（自动回复失败的 Pod）
  • 通过控制器以指定的策略控制版本（滚动升级、回滚等）

Service:

  • 定义一组 Pod 的访问策略
  • Pod 的负载均衡，提供一个或者多个 Pod 的稳定访问地址
  • 支持多种方式（ClusterIP，NodePort，LoadBalance）

Label: 标签，用于对象资源的查询、筛选
Namespace：命名空间，逻辑隔离

API:

  • 我们通过 k8s 的API来操作整个集群
  • 可以通过 kubectl、ui、curl最终发送 http+json/yaml方式的请求给 API server，然后控制k8s集群。
  • k8s 里的所有的资源对象都可以采用 yaml或JSON格式的文件定义或描述。

三个非常重要的概念：

二、环境搭建

请看下一篇文章：
谷粒商城-集群-82-K8S 集群搭建

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