K8S

kubernetes 因为英文单词 K 和 S 中间包含 8 个字母，所以简称 K8S， 是一个全新的基于容器技术的分布式架构领先方案，是谷歌严格保密十几年的秘密武器----Borg 系统的一个开源版本，于 2014 年 9 月发布第一个版本，2015年 7 月发布第一个正式版本。

kubernetes 的本质是一组服务器集群，它可以在集群的每个节点上运行特定的程序，来对节点中的容器进行管理。目的是实现资源管理的自动化，主要提供了如下的主要功能：

• 自我修复：一旦某一个容器崩溃，能够在1秒中左右迅速启动新的容器
• 弹性伸缩：可以根据需要，自动对集群中正在运行的容器数量进行调整
• 服务发现：服务可以通过自动发现的形式找到它所依赖的服务
• 负载均衡：如果一个服务起动了多个容器，能够自动实现请求的负载均衡
• 版本回退：如果发现新发布的程序版本有问题，可以立即回退到原来的版本
• 存储编排：可以根据容器自身的需求自动创建存储卷

kubernetes组件

一个 kubernetes 集群主要是由控制节点 master、工作节点 node构成，每个节点上都会安装不同的组件。

master：集群的控制平面，负责集群的决策 ( 管理 )

Master 节点上会安装四个重要组件，分别如下：

• ApiServer : 资源操作的唯一入口，接收用户输入的命令，提供认证、授权、API注册和发现等机制
• Scheduler : 负责集群资源调度，按照预定的调度策略将 Pod 调度到相应的 node 节点上
• ControllerManager : 负责维护集群的状态，比如程序部署安排、故障检测、自动扩展、滚动更新等
• Etcd ：负责存储集群中各种资源对象的信息，相当于 K8S 的数据库
• node：集群的数据平面，负责为容器提供运行环境 ( 干活 )

node 节点上会安装三个重要组件，分别如下：

• Kubelet : 负责维护容器的生命周期，即通过控制docker，来创建、更新、销毁容器
• KubeProxy : 负责提供集群内部的服务发现和负载均衡
• Docker : 负责节点上容器的各种操作

下面，以部署一个 nginx 服务来说明 kubernetes 系统各个组件调用关系：

1. 首先要明确，一旦 kubernetes 环境启动之后，master 和 node 都会将自身的信息存储到 etcd 数据库中；
2. 一个 nginx 服务的安装请求会首先被发送到 master 节点的 apiServer 组件；
3. apiServer 组件会调用 scheduler 组件来决定到底应该把这个服务安装到哪个 node 节点上，在此时，它会从 etcd 中读取各个 node 节点的信息，然后按照一定的算法进行选择，并将结果告知 apiServer；
4. apiServer 调用 controller-manager 去调度 Node 节点安装 nginx 服务；
5. kubelet 接收到指令后，会通知 docker，然后由 docker 来启动一个 nginx 的 pod，pod 是 kubernetes 的最小操作单元，容器必须跑在 pod 中；
6. 当Pod启动后，一个 nginx 服务就运行了，如果需要访问 nginx，就需要通过 kube-proxy 来对 pod 产生访问的代理 这样，外界用户就可以访问集群中的 nginx 服务了

kubernetes 概念

• Master：集群控制节点，每个集群需要至少一个 master 节点负责集群的管控
• Node：工作负载节点，由 master 分配容器到这些 node 工作节点上，然后 node 节点上的 docker 负责容器的运行
• Pod：kubernetes 的最小控制单元，容器都是运行在 pod 中的，一个 pod 中可以有 1 个或者多个容器
• Controller：控制器，通过它来实现对 pod 的管理，比如启动 pod、停止 pod、伸缩 pod 的数量等等
• Service：pod 对外服务的统一入口，下面可以维护着同一类的多个 pod - Label：标签，用于对 pod 进行分类，同一类 pod 会拥有相同的标签
• NameSpace：命名空间，用来隔离 pod 的运行环境