kubernetes（k8s）

應用程式部署的演變過程

在部署應用程式的方式上，主要經歷了三個時代

• 傳統部署

網際網路早期，會直接將應用程式部署在物理機上
優點： 簡單，不需要其他技術的參與
缺點： 不能為應用程式定義資源使用邊界，很難合理的分配計算資源，而且程式之間容易產生影響

• 虛擬化部署

可以在一臺物理機上執行多個虛擬機器，每個虛擬機器都是一個獨立的環境
優點： 程式環境不會互相產生影響，提供了一定程式的安全性
缺點： 增加了作業系統，浪費了部分資源

• 容器化部署

與虛擬化類似，但是共享了作業系統
優點： 可以保證每個容器擁有自己的檔案系統，cpu，記憶體，程序空間等；執行應用程式所需要的資源都被容器包裝，並和底層基礎架構解藕；容器化的應用程式可以跨雲服務商，跨linux作業系統發行版進行部署
缺點： 一系列容器的管理問題，統稱為容器編排問題，為了解決這些容器編排問題，就產生了一些容器編排的軟體

“解耦”（Decoupling）是軟體開發和系統設計中一個常見的概念，指的是降低系統中不同部分之間的依賴程度，以便每個部分都可以更獨立地開發、測試、修改和擴充套件。當談到“和底層基礎架構解耦”時，這通常意味著將應用程式或服務的邏輯與其底層基礎設施（如資料庫、訊息佇列、雲服務等）的實現細節分離開來。

kubernetes的介紹

什麼是kubernetes

kubernetes本質是一組伺服器叢集。
他可以在叢集的每個節點上執行特定的程式，來對節點中的容器進行管理。他的目的就是實現資源管理的自動化。

kubernetes的主要功能：

• 自我修復：一單摸個容器崩潰，就能在1妙鐘左右迅速啟動新的容器
• 彈性伸縮：可以根據需要，自動對叢集中正在執行的容器數量進行調整
• 讀物發現：服務可以透過自動發現的形式找到它所依賴的服務
• 負載均衡：如果一個服務啟動了多個容器，能夠自動實現請求的負載均衡
• 版本回退，如果發現新發布的程式版本有問題，可以立即回退到原來的版本
• 儲存編排：可以根據容器自身的需求自動建立儲存卷

kubernetes的元件

一個kubernetes叢集主要是由控制節點，工作節點構成。每個節點上安裝的元件不同。

• master：叢集的控制平面，負責叢集的決策
  1. ApiServer：資源操作的唯一入口，接受使用者輸入的命令，提供認證、授權、API註冊和發現等機制
  2. Scheduler：負責叢集資源排程，按照預定的排程策略將pod排程到相應的node節點上
  3. ControllerManager：負責維護叢集的狀態,比如程式部署安裝,故障檢測,自動擴充套件,滾動更新等
  4. Etcd：負責儲存叢集中各種資源物件的資訊
• node：叢集的工作平面，負責為容器提供執行環境
  1. Kubelet：負責維護容器的生命週期,即透過控制docker,來建立、更新、銷燬容器
  2. KubeProxy：負責提供叢集內部的服務發現和負載均衡
  3. Docker：負責節點上容器的各種操作
     

例項：

部署一個nginx服務來說明kubernetes系統各個元件的呼叫關係

• 一旦kubernetes環境啟動之後，master和node都會將自身的資訊儲存在etcd中。（因為要知道誰決策，誰工作）
• 一個nginx服務的安裝請求首先會被髮送到master節點的ApiServer元件。
• ApiServer元件會呼叫schedule元件來決定到底把服務安裝到哪個node節點上（scheduler元件會去etcd讀取各個node節點的資訊，然後按照一定的演算法進行選擇，並將結果告知aoiserver）
• apiserver元件會呼叫controller-manager元件，去排程node節點安裝nginx服務
• node節點上的kubelet元件接受到指令後，會通知docker，然後由dicker來啟動一個nginx的pod。（pod是kubernetes中一個最小的操作單元，容器必須跑在pod中）
• 【nginx服務搭建完成】
• 訪問ngixn，需要透過node節點上的kubu-proxy來對pod產生訪問代理。外界使用者才可以訪問叢集中的nginx服務

kubernetes的概念

• master：叢集控制節點，每個叢集需要至少一個master節點負責叢集的管控
• node：工作負責節點，由master分配容器到這些node工作節點上，然後node節點上的docker負責容器的執行
• pod：kubernetes的最小控制單元，容器都是執行在pod中，一個pod中可以有1個或者多個容器
• controller：控制器，透過它來實現對pod的管理，比如啟動pod、停止pod、伸縮pod的數量dd等等
• service：pod對外服務的同意入口，下面可以維護著同一類的多個pod
• label：標籤，用於對pod進行分類，同一類的pod會擁有相同的標籤
• namspace：名稱空間，用來隔離pod的執行環境