k8s的一些重要概念
- Cluster
Cluster 是計算、存儲和網(wǎng)絡資源的集合，Kubernetes 利用這些資源運行各種基于容器的應用。
- Master
Master 是 Cluster 的大腦，它的主要職責是調(diào)度，即決定將應用放在哪里運行。Master 運行 Linux 操作系統(tǒng)，可以是物理機或者虛擬機。為了實現(xiàn)高可用，可以運行多個 Master。
- Node
Node 的職責是運行容器應用。Node 由 Master 管理，Node 負責監(jiān)控并匯報容器的狀態(tài)，并根據(jù) Master 的要求管理容器的生命周期。Node 運行在 Linux 操作系統(tǒng)，可以是物理機或者是虛擬機。
- Pod
Pod 是 Kubernetes 的最小工作單元。每個 Pod 包含一個或多個容器。Pod 中的容器會作為一個整體被 Master 調(diào)度到一個 Node 上運行。
Kubernetes 引入 Pod 主要基于下面兩個目的：
1. 可管理性。
有些容器天生就是需要緊密聯(lián)系，一起工作。Pod 提供了比容器更高層次的抽象，將它們封裝到一個部署單元中。Kubernetes 以 Pod 為最小單位進行調(diào)度、擴展、共享資源、管理生命周期。
2. 通信和資源共享。
Pod 中的所有容器使用同一個網(wǎng)絡 namespace，即相同的 IP 地址和 Port 空間。它們可以直接用 localhost 通信。同樣的，這些容器可以共享存儲，當 Kubernetes 掛載 volume 到 Pod，本質(zhì)上是將 volume 掛載到 Pod 中的每一個容器。
Pods 有兩種使用方式
1. 運行單一容器。
one-container-per-Pod 是 Kubernetes 最常見的模型，這種情況下，只是將單個容器簡單封裝成 Pod。即便是只有一個容器，Kubernetes 管理的也是 Pod 而不是直接管理容器。
2. 運行多個容器。
但問題在于：哪些容器應該放到一個 Pod 中？
答案是：這些容器聯(lián)系必須 非常緊密，而且需要 直接共享資源。
Controller
Kubernetes 通常不會直接創(chuàng)建 Pod，而是通過 Controller 來管理 Pod 的。Controller 中定義了 Pod 的部署特性，比如有幾個副本，在什么樣的 Node 上運行等。為了滿足不同的業(yè)務場景，Kubernetes 提供了多種 Controller，包括 Deployment、ReplicaSet、DaemonSet、StatefuleSet、Job 等，我們逐一討論。
Deployment 是最常用的 Controller，比如前面在線教程中就是通過創(chuàng)建 Deployment 來部署應用的。Deployment 可以管理 Pod 的多個副本，并確保 Pod 按照期望的狀態(tài)運行。
ReplicaSet 實現(xiàn)了 Pod 的多副本管理。使用 Deployment 時會自動創(chuàng)建 ReplicaSet，也就是說 Deployment 是通過 ReplicaSet 來管理 Pod 的多個副本，我們通常不需要直接使用 ReplicaSet。
DaemonSet 用于每個 Node 最多只運行一個 Pod 副本的場景。正如其名稱所揭示的，DaemonSet 通常用于運行 daemon。
StatefuleSet 能夠保證 Pod 的每個副本在整個生命周期中名稱是不變的。而其他 Controller 不提供這個功能，當某個 Pod 發(fā)生故障需要刪除并重新啟動時，Pod 的名稱會發(fā)生變化。同時 StatefuleSet 會保證副本按照固定的順序啟動、更新或者刪除。
Job 用于運行結(jié)束就刪除的應用。而其他 Controller 中的 Pod 通常是長期持續(xù)運行。
Service
問題：Deployment 可以部署多個副本，每個 Pod 都有自己的 IP，外界如何訪問這些副本呢？
通過 Pod 的 IP 嗎？
要知道 Pod 很可能會被頻繁地銷毀和重啟，它們的 IP 會發(fā)生變化，用 IP 來訪問不太現(xiàn)實。
答案當然是 Service。
Kubernetes Service 定義了外界訪問一組特定 Pod 的方式。Service 有自己的 IP 和端口，Service 為 Pod 提供了負載均衡。
Kubernetes 運行容器（Pod）與訪問容器（Pod）這兩項任務分別由 Controller 和 Service 執(zhí)行。
Namespace
如果有多個用戶或項目組使用同一個 Kubernetes Cluster，如何將他們創(chuàng)建的 Controller、Pod 等資源分開呢？
答案就是 Namespace。
Namespace 可以將一個物理的 Cluster 邏輯上劃分成多個虛擬 Cluster，每個 Cluster 就是一個 Namespace。不同 Namespace 里的資源是完全隔離的。
Kubernetes 默認創(chuàng)建了兩個 Namespace。
[root@node1 ~]# kubectl get namespace
NAME STATUS AGE
default Active 1d
kube-system Active 1d
- default -- 創(chuàng)建資源時如果不指定，將被放到這個 Namespace 中。
-
kube-system -- Kubernetes 自己創(chuàng)建的系統(tǒng)資源將放到這個 Namespace 中。
Kubernetes架構(gòu)圖(經(jīng)典經(jīng)典！！)
k8s架構(gòu)
Kubernetes拆解圖(經(jīng)典經(jīng)典??！)
k8s架構(gòu)拆解
K8S Master節(jié)點
從上圖可以看到，Master是K8S集群的核心部分，主要運行著以下的服務：kube-apiserver、kube-scheduler、kube-controller-manager、etcd和Pod網(wǎng)絡（如：flanne）
API Server：K8S對外的唯一接口，提供HTTP/HTTPS RESTful API，即kubernetes API。所有的請求都需要經(jīng)過這個接口進行通信。主要處理REST操作以及更新ETCD中的對象。是所有資源增刪改查的唯一入口。
Scheduler：資源調(diào)度，負責決定將Pod放到哪個Node上運行。Scheduler在調(diào)度時會對集群的結(jié)構(gòu)進行分析，當前各個節(jié)點的負載，以及應用對高可用、性能等方面的需求。
Controller Manager：負責管理集群各種資源，保證資源處于預期的狀態(tài)。Controller Manager由多種controller組成，包括replication controller、endpoints controller、namespace controller、serviceaccounts controller等
ETCD：負責保存k8s 集群的配置信息和各種資源的狀態(tài)信息，當數(shù)據(jù)發(fā)生變化時，etcd會快速地通知k8s相關組件。
Pod網(wǎng)絡：Pod要能夠相互間通信，K8S集群必須部署Pod網(wǎng)絡，flannel是其中一種的可選方案。
K8S Node節(jié)點
Node是Pod運行的地方，Kubernetes支持Docker、rkt等容器Runtime。Node上運行的K8S組件包括kubelet、kube-proxy和Pod網(wǎng)絡。
- Kubelet：kubelet是node的agent，當Scheduler確定在某個Node上運行Pod后，會將Pod的具體配置信息（image、volume等）發(fā)送給該節(jié)點的kubelet，kubelet會根據(jù)這些信息創(chuàng)建和運行容器，并向master報告運行狀態(tài)。
- Kube-proxy：service在邏輯上代表了后端的多個Pod，外借通過service訪問Pod。service接收到請求就需要kube-proxy完成轉(zhuǎn)發(fā)到Pod的。
每個Node都會運行kube-proxy服務，負責將訪問的service的TCP/UDP數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)發(fā)到后端的容器，如果有多個副本，kube-proxy會實現(xiàn)負載均衡，有2種方式：LVS或者Iptables Docker Engine：負責節(jié)點的容器的管理工作
Kubernetes中pod創(chuàng)建流程
Pod是Kubernetes中最基本的部署調(diào)度單元，可以包含container，邏輯上表示某種應用的一個實例。例如一個web站點應用由前端、后端及數(shù)據(jù)庫構(gòu)建而成，這三個組件將運行在各自的容器中，那么我們可以創(chuàng)建包含三個container的pod。
具體的創(chuàng)建步驟包括:
客戶端提交創(chuàng)建請求，可以通過API Server的Restful API，也可以使用kubectl命令行工具。支持的數(shù)據(jù)類型包括JSON和YAML。
API Server處理用戶請求，存儲Pod數(shù)據(jù)到etcd。
調(diào)度器通過API Server查看未綁定的Pod。嘗試為Pod分配主機。
過濾主機 (調(diào)度預選)：調(diào)度器用一組規(guī)則過濾掉不符合要求的主機。比如Pod指定了所需要的資源量，那么可用資源比Pod需要的資源量少的主機會被過濾掉。
主機打分(調(diào)度優(yōu)選)：對第一步篩選出的符合要求的主機進行打分，在主機打分階段，調(diào)度器會考慮一些整體優(yōu)化策略，比如把容一個Replication Controller的副本分布到不同的主機上，使用最低負載的主機等。
選擇主機：選擇打分最高的主機，進行binding操作，結(jié)果存儲到etcd中。
kubelet根據(jù)調(diào)度結(jié)果執(zhí)行Pod創(chuàng)建操作： 綁定成功后，scheduler會調(diào)用APIServer的API在etcd中創(chuàng)建一個boundpod對象，描述在一個工作節(jié)點上綁定運行的所有pod信息。運行在每個工作節(jié)點上的kubelet也會定期與etcd同步boundpod信息，一旦發(fā)現(xiàn)應該在該工作節(jié)點上運行的boundpod對象沒有更新，則調(diào)用Docker API創(chuàng)建并啟動pod內(nèi)的容器。
