Kubernetes 簡介
導讀：Kubernetes（K8s）是開源的，用于管理云平臺中多個主機上的容器化的應用，應用操作包括部署，調(diào)度和節(jié)點集群間擴展。如果你曾經(jīng)用過 Docker 容器技術(shù)部署容器，那么可以將 Docker 看成 Kubernetes 內(nèi)部使用的低級別組件。（Kubernetes 不僅僅支持 Docker，還支持 Rocket，這是另一種容器技術(shù)）
小貼士：K8s 是 Kubernetes 的縮寫，其中 8 是指 K 后面的 8 個字母
Kubernetes 的作用
- 自動化容器的部署和復制
- 隨時擴展或收縮容器規(guī)模
- 將容器組織成組，并且提供容器間的負載均衡
- 很容易地升級應用程序容器的新版本
- 提供容器彈性，如果容器失效就替換它
...
K8s 基本介紹
架構(gòu)圖
[站外圖片上傳中...(image-ed1ab9-1564482843628)]
組件
- etcd 保存了整個集群的狀態(tài)；
- apiserver 用于暴露 Kubernetes API，提供了資源操作的唯一入口。任何的資源請求/調(diào)用操作都是通過kube-apiserver提供的接口進行；
- controller manager 負責維護集群的狀態(tài)，比如故障檢測、自動擴展、滾動更新等；
- scheduler 負責資源的調(diào)度，按照預定的調(diào)度策略將 Pod 調(diào)度到相應的機器上；
- kubelet 負責維護容器的生命周期，同時也負責 Volume（CVI）和網(wǎng)絡（管理 Kubernetes Master 和 Node 之間的通信）的管理；
- Container runtime 負責鏡像管理以及 Pod 和容器的真正運行（CRI）；
- kube-proxy 負責為 Service 提供 cluster 內(nèi)部的服務發(fā)現(xiàn)和負載均衡；
- kube-dns 負責為整個集群提供 DNS 服務
名詞解釋
[圖片上傳失敗...(image-5a1676-1564482843628)]
Node
節(jié)點是物理或者虛擬機器，作為 Kubernetes worker，通常稱為 Minion。每個節(jié)點都運行如下 Kubernetes 關(guān)鍵組件：
kubelet：是主節(jié)點代理。
kube-proxy：Service 使用其將鏈接路由到 Pod，如上文所述。
Docker 或 Rocket：Kubernetes 使用的容器技術(shù)來創(chuàng)建容器。
集群擁有一個 Kubernetes Master。Kubernetes Master 提供集群管理控制，并且擁有一系列組件，比如 Kubernetes API Server 與 Replication Controller。API Server 提供可以用來和集群交互的接口；Replication Controller 用于創(chuàng)建和復制 Pod。
Pod
Pod 應用于節(jié)點上，包含一組容器和卷，一個 Pod 是一個容器環(huán)境下的“邏輯主機”（類似模具下生產(chǎn)出的玩具），它可能包含一個或者多個緊密相連的應用。同一個 Pod 里的容器和應用共享同一個網(wǎng)絡命名空間（可以使用 localhost 互相通信）。Pod 中的應用也可以共享磁盤（Volumes）。
Pod 是短暫的（無狀態(tài)），不是持續(xù)性實體。
提出問題：
- 如果 Pod 是短暫的，那么我怎么才能持久化容器數(shù)據(jù)使其能夠跨重啟而存在呢？
雖然 Kubernetes 支持卷的概念，但共享磁盤目錄（EmptyDir）的生命周期和所屬的 Pod 是完全一致的，因此 Pod 中的數(shù)據(jù)并不能跨重啟而存在。 - 是否手動創(chuàng)建 Pod，如果想要創(chuàng)建同一個容器的多份拷貝，需要一個個分別創(chuàng)建出來么？
可以手動創(chuàng)建單個 Pod，但是也可以使用 Replication Controller 使用 Pod 模板創(chuàng)建出多份拷貝，下文會詳細介紹。 - 如果 Pod 是短暫的，那么重啟時 IP 地址可能會改變，那么怎么才能從前端容器正確可靠地指向后臺容器呢？
這時可以使用 Service，下文會詳細介紹
Label
正如圖所示，一些 Pod 有 Label（pod description）。一個 Label 是附加（attach）到Pod的一對鍵/值對，用來傳遞用戶定義的屬性。比如，你可能創(chuàng)建了一個“tier”和“app”標簽，通過 Label（tier = backend, app = myapp）來標記后端 Pod 容器。然后可以使用 Selectors 選擇帶有特定 Label 的 Pod 進行相關(guān)操作，比如將 Service 或者 Replication Controller 應用到上面。
Service
Service 定義了訪問這些 Pod 的策略的一層抽象。Service 通過 Label 找到 Pod 組。
現(xiàn)在，假定有 2 個后臺 Pod，并且定義后臺 Service 的名稱為“backend-service”，Label 選擇器為（tier = backend, app = myapp）。backend-service 的 Service 會完成如下兩件重要的事情：
- 服務發(fā)現(xiàn)
將新的 Pod 服務放入其負載均衡的體系中 - DNS 尋址
會為 Service 創(chuàng)建一個本地集群的 DNS 入口，因此前端 Pod 只需要通過組件 DNS 查找主機名為“backend-service”（此過程由 kube-dns 組件實現(xiàn)），就能夠解析出前端應用程序可用的 IP 地址。
得到了后臺服務的 IP 地址后，Service 在這 2 個后臺 Pod 之間提供透明的負載均衡，會將請求分發(fā)給其中的任意一個（如下面的動畫所示）。通過每個 Node 上運行的代理（kube-proxy）完成。
[圖片上傳失敗...(image-f29038-1564482843628)]
有一個特別類型的 Kubernetes Service，稱為“LoadBalancer”，作為外部負載均衡器使用，在一定數(shù)量的 Pod 之間均衡流量。
Replication Controller
Replication Controller（簡單理解為上文提到的模具）確保任意時間都有指定數(shù)量的 Pod“副本”在運行。如果為某個 Pod 創(chuàng)建了 Replication Controller 并且指定 3 個副本，它會創(chuàng)建 3 個 Pod，并且持續(xù)監(jiān)控它們。如果某個 Pod 不響應，那么 Replication Controller 會替換它，保持總數(shù)永遠為 3。
如果之前不響應的 Pod 恢復了，Replication Controller 會將其中一個終止保持總數(shù)為 3。如果在運行中將副本總數(shù)改為 5，Replication Controller會立刻啟動 2 個新 Pod，保證總數(shù)為 5。還可以按照這樣的方式縮小 Pod。在節(jié)點掛掉重啟時，可以自動創(chuàng)建 Pod 及相關(guān)應用服務。
創(chuàng)建 Replication Controller 需要的條件：
Pod 模板（模具）：用來創(chuàng)建 Pod 副本的模板
Label：Replication Controller 需要監(jiān)控的 Pod 的標簽。
ReplicaSet（RS)
Replication Controller（RC）的升級版本。ReplicaSet 和 Replication Controller 之間的唯一區(qū)別是對選擇器的支持。ReplicaSet 支持 labels user guide 中描述的 set-based 選擇器要求， 而 Replication Controller 僅支持 equality-based 的選擇器要求。
Deployment
Deployment 為 Pod 和 Replica Set 提供聲明式更新。
你只需要在 Deployment 中描述您想要的目標狀態(tài)是什么，Deployment controller 就會幫您將 Pod 和 ReplicaSet 的實際狀態(tài)改變到您的目標狀態(tài)。您可以定義一個全新的 Deployment 來創(chuàng)建 ReplicaSet 或者刪除已有的 Deployment 并創(chuàng)建一個新的來替換。
注意：一般情況下不該手動管理由 Deployment 創(chuàng)建的 Replica Set，否則就篡越了 Deployment controller 的職責！
kubectl
kubectl 用于運行 Kubernetes 集群命令的管理工具。
eg：
- kubectl run nginx --image=nginx
命令參考手冊
ConfigMap 與 Secret
ConfigMap 與 Secret 用于保存配置數(shù)據(jù)的鍵值對，可以用來保存單個屬性，也可以用來保存配置文件。ConfigMap 跟 Secret 很類似，但它可以更方便地處理不包含敏感信息的字符串。
