k8s基础

k8s?

kubernetes：8个字母省略，就是k8s

自动部署，自动扩展喝管理容器化部署的应用程序的一个开源系统

k8s是负责自动化运维管理多个容器化程序的集群，是一个功能强大的容器编排工具

以分布式喝集群化的方式进行容器管理

版本：1.15 ?1.18 ?1.20?最新的是1.28

k8s是google的borg系统作为原型，后期经由go语言编写的开源软件

docker微服务，可以满足微服务使用，那么为什么还要使用k8s呢

1、因为传统的部署方式：一般意义上的二进制部署，从安装----运行----运行维护，需要专业的人员，如果出了故障还需要人工重新拉起来。而且如果业务量增大，只能水平的拓展，再部署一台

2、容器化，我们可以使用dockerfile编写好自定义的容器，随时基于镜像都可以运行。数量少，还能管的过来，数量一旦太多，管理起来太复杂，而且，docker一般是单机运行，没有高可用

k8s的作用：高效的部署容器化的应用

1、解决了docker的单机部署和无法集群化的特点

2、解决了随着容器数量的增加，对应增加的管理成本

3、解决了容器的高可用，提供了一种容器的自愈机制

4、解决了容器没有预设模板，以及无法快速，大规模部署，以及大规模的容器调度

5、k8s提供了集中化配置管理的中心

6、解决了容器的生命周期的管理工具

7、提供了图形化工具，可以用图形化工具对容器进行管理

k8s是基于开源的容器集群管理系统，在docker容器技术的基础之上

为容器化的莹莹提供部署，运行，资源调度，服务发现/动态伸缩等一系列完整的功能

大规模容器管理：

1、对docker的容器技术从应用的包--------部署--------运行---------停止---------销毁，全生命周期管理

2、集群方式运行，可以跨机器进行容管理

3、可以解决docker的跨机器运行的网络问题

4、k8s可以自动修复，使得整个容器集群可以在用户期待的状态下运行

k8s的特性：

1、弹性伸缩，基于命令，或者图形化界面以及cpu的使用情况，自动的对部署的程序进行扩容和缩容。以最小的成本运行服务

2、自我修复，节点故障时，k8s可以重新启动失败的容器，替换和重新部署

3、自带服务发现和负载均衡，k8s为多个容器部署一个统一的访问入口（内部地址和内部的DNS名称），自动负载均衡关联的所有容器

4、自动发布和回滚，k8s采用滚动的策略来更新应用。如果更新过程中出现问题，可以根据回滚点来进行回滚

5、集中化的配置管理和密钥管理。k8s集群内的各个组件都是要进行密钥对验证的，但是k8s的安全性不够，核心的组件不建议部署，可以部署一些自定义应用（mysql nginx不要部署上去）

6、存储编排，

（1）可以自动化的把容器部署在节点上

（2）也可以通过命令行或者yml文件（自定义pod）实现指定节点部署

（3）也可以通过网络存储，NFS gfs

7、任务进行批次处理，提供一次性的任务，也可以提供定时任务，满足需要批量处理和分析的场景

k8s的核心组件：

1、kube-apiserver：k8s集群之中每个组件都是要靠密钥对来进行验证，组件之间的通信靠apiserver来解决

API是应用接口服务，k8s的所有资源请求和调用操作都是kube-apiserver来完成

所有对象资源的增，删，改，查和监听的操作都是kube-apiserver处理完之后交给etcd来进行

apiserver是k8s所有请求的入口服务，apiserver接收k8s的所有请求（命令行和图形化界面），然后根据用户的具体请求，通知对应的组件展示或者运行命令

APIserver相当于整个集群的大脑

2、kube-controller-manager：运行管理控制器，是k8s集群中处理常规任务的后台线程，是集群中所有资源对象的自动化控制中心

一个资源对应一个控制器，controller-manager负责管理这些控制器

（1）node controller（节点控制器），负责节点的发现以及节点故障时的发现和响应

（2）replication controller（副本控制器），控制关联pod的副本数，可以随机扩缩容

（3）Endpoints controller（端点控制器），监听service和对应pod的副本变化，端点就是服务暴露出的访问点，要访问这个服务，必须要知道他的Endpoints，就是内部每个服务的IP地址+端口

（4）service account和roken controllers（服务账户和令牌控制），为命名空间创建默认账户和API访问令牌

namespace，访问不同的命名空间

（5）resourcequota controller（资源控制器），可以对命名空间的资源使用进行控制，也可以对pod的资源进行控制

（6）namespace controller（命名空间控制器），管理命名空间的生命周期

（7）service controller（服务节点控制器），k8s集群和外部的主机之间的接口控制器

3、kube-scheduler：资源调度组件，根据调度算法为新创建的pod选择一个合适的node节点。可以理解为k8s的所有node节点的调度器，部署和调度node。

预先策略：人工定制，指定的node节点上部署

优先策略：限制条件

根据调度算法选择一个合适的node，node节点的资源情况，node的资源控制的情况等等，选一个资源最富裕，负载最小的node来部署

4、ETCD：k8s的存储服务，etcd分布式键值存储系统（key:value），k8s的关键配置和用户配置，先通过APIserver调用etcd当中的存储信息，然后再实施（整个集群当中，能对etcd进行读写权限的，只有API-server）

node组件：

1、kubelet：node节点的监视器，以及于master节点的通讯器，也可以理解为master在node节点上的眼线

kubelet会定时向API-server汇报自己监控的node节点上的运行服务状态，API-server会把节点状态保存到etcd存储当中

接受来自master节点的调度命令

如果发现自己的状态和master节点的状态不一致，调用docker的接口，同步数据

对节点上容器的生命周期进行管理，保证节点上的镜像不会占满磁盘空间，退出的容器的资源，进行回收

2、kube-proxy：实现每个node节点上的pod网络代理。负责节点上的网络规划和四层负载均衡工作。负载写入iptables（快淘汰了）ipvs实现服务映射

pod不是容器

kube-proxy本身不直接给pod提供网络代理，proxy是service资源的载体

kube-proxy：实际上代理的是pod的集群网络（虚拟网络）

k8s的每个node节点上都有一个kube-proxy组件

3、docker：容器引擎运行容器，负责本机的容器创建和管理

k8s要创建pod时，kube-scheduler调度到节点上（node节点），节点上的kubelet只是docker启动特定的容器

kubelet把容器的信息收集，发送给主节点，主需要在主节点发布指令，节点上kubelet就会指示docker拉取镜像，启动或者停止容器

4、pod运行在节点上的，是k8s当中创建或者部署的最小/最简单的基本单位，一个pod代表集群上正在运行的一个进程

同一个pod内的每个容器就是一颗豌豆

pod是由一个或者多个容器组成，pod中的容器共享网络，存储和计算资源，可以部署在不同的docker主机上

一个pod里面可以运行多个容器，也可以是一个容器

在生产环境中，一般都是单个容器或者具有关联关系的多个容器组成一个pod

5、deployment：无状态应用部署，作用就是管理和控制pod，以及replicaset（运行几个容器）。管控他的运行状态

replicaset：保证pod的副本数量，受控于deployment

在k8s中，部署服务，实际上就是pod，deployment部署的服务就是pod，replicaset就是来定义pod的容器数量

可以保证pod的不可重复性。在当前的命名空间是不能重复的（ns表示命名空间），不同命名空间名称可以重复

官方推荐使用deployment进行服务部署

daemonset：确保所有节点运行同一类的pod

statefulset：有状态应用部署

job：可以在pod中设置一次性任务，运行完即退出

cronjob：一直在运行的周期性任务

service：

在k8s集群当中，创建一个pod之后，都会其中运行的容器分配一个集群内的ip地址，由于业务的变更，容器可能会发生变化，ip地址也会发生变化，service的作用就是提供整个pod对外统一的ip地址

service就是一个网关（路由器），通过访问service就可以访问pod内部的容器集群

service能实现负载均衡和代理---------kube-proxy-------来实现负载均衡

service是k8s微服务的核心，屏蔽了服务的细节，统一的对外暴露的端口，真正实现了“微服务”。

service的流量调度：userspace（用户空间，废弃），iptables（即将废弃）。ipvs（目前1.20都用ipvs）

5、label：标签，k8s的特色管理方式，分类管理资源对象

NODE ?pod ?service ?namespace

label标签可以用户自定义

label选择器：等于 ?不等于 ??使用定义的标签名

6、ingress：k8s集群对外暴露提供访问的接口，属于应用层，七层代理，转发的是http请求，http/https

service是四层转发，转发的是流量

https://www.guoqi.com:80??> ?ingress ?> ?service ?> ?pod ?容器

7、namespace：在k8s上可以通过namespace来实现资源隔离，项目隔离

通过namespace可以把集群划分为多个资源不可分享的虚拟集群组

不同命名空间里面资源名称可以重复的