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Kubernetes(一)--简介 Web程序【tofacebook.com】

标签:对象创建   复制   存在   耦合   客户端   定义   要求   集合   修改   

一、什么是kubernetes(K8s)?

  Kubernetes作为容器编排生态圈中重要一员,是Google大规模容器管理系统borg的开源版本实现,吸收借鉴了google过去十年间在生产环境上所学到的经验与教训。 Kubernetes提供应用部署、维护、 扩展机制等功能,利用Kubernetes能方便地管理跨机器运行容器化的应用。当前Kubernetes支持GCE、vShpere、CoreOS、OpenShift、Azure等平台,除此之外,也可以直接运行在物理机上.kubernetes是一个开放的容器调度管理平台,不限定任何一种言语,支持java/C++/go/python等各类应用程序 。
  kubernetes是一个完备的分布式系统支持平台,支持多层安全防护、准入机制、多租户应用支撑、透明的服务注册、服务发现、内建负载均衡、强大的故障发现和自我修复机制、服务滚动升级和在线扩容、可扩展的资源自动调度机制、多粒度的资源配额管理能力,完善的管理工具,包括开发、测试、部署、运维监控,一站式的完备的分布式系统开发和支撑平台。

 使用Kubernetes可以:

  • 自动化容器的部署和复制
  • 随时扩展或收缩容器规模
  • 将容器组织成组,并且提供容器间的负载均衡
  • 很容易地升级应用程序容器的新版本
  • 提供容器弹性,如果容器失效就替换它,等等...

 

 Kubernetes解决的问题:

  1. 调度 - 容器应该在哪个机器上运行
  2. 生命周期和健康状况 - 容器在无错的条件下运行
  3. 服务发现 - 容器在哪,怎样与它通信
  4. 监控 - 容器是否运行正常
  5. 认证 - 谁能访问容器
  6. 容器聚合 - 如何将多个容器合并成一个工程

实际上,使用Kubernetes只需一个部署文件,使用一条命令就可以部署多层容器(前端,后台等)的完整集群

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二、kubernetes角色  

  (1)Pod

  Pod是Kubernetes中最小部署单元,所有的容器均在Pod中运行,一个Pod可以承载一个或者多个相关的容器。Pod中容器共享存储和网络,同一个Pod中的容器会部署在同一个docker宿主机上并且能够共享资源。

  (2)Service

  Service是一个应用服务抽象,定义了Pod逻辑集合和访问这个pod集合的策略(比如访问策略)。Service代理Pod集合对外表现为一个访问入口,分配一个机器IP地址,来自这个IP的请求将负载均衡转发到后端Pod中的容器。Service通过Lable Selector选择一组Pod提供服务。

  (3)Volume

  数据卷

  • 可以用来共享Pod容器中使用的数据
  • 持久化数据

  (4)Namespace

  是kubernetes系统中的另一个重要的概念,通过将系统内部的对象“分配”到不同的Namespace中,形成逻辑上分组的不同项目、小组或用户组,便于不同的分组在共享使用整个集群的资源的同时还能被分别管理。Kubernetes集群在启动后,会创建一个名为“default”的Namespace,如果不特别指明Namespace,则用户创建的Pod、RC、Service都被系统创建到“default”的Namespace中。

  (5)Label

  Label机制是K8S中一个重要设计,通过Label进行对象弱关联,灵活地分类和选择不同服务或业务,让用户根据自己特定的组织结构以松耦合方式进行服务部署。Label是一对KV,对用户而言非常有意义的,但对K8S本身而言没有直接意义的。Label可以在创建对象时指定,也可以在后期修改,每个对象可以拥有多个标签,但key值必须是唯一的。

  (6)RC(Replication Controller)

  Replication Controller确保任何时候Kubernetes集群中有指定数量的pod副本(replicas)在运行, 如果少于指定数量的pod副本(replicas),Replication Controller会启动新的Container,反之会杀死多余的以保证数量不变。Replication Controller使用预先定义的pod模板创建pods,一旦创建成功,pod 模板和创建的pods没有任何关联,可以修改pod 模板而不会对已创建pods有任何影响,也可以直接更新通过Replication Controller创建的pods。对于利用pod 模板创建的pods,Replication Controller根据label selector来关联,通过修改pods的label可以删除对应的pods。

  (7)Deployment

  Kubernetes Deployment提供了官方的用于更新Pod和Replica Set(下一代的Replication Controller)的方法,您可以在Deployment对象中只描述您所期望的理想状态(预期的运行状态),Deployment控制器为您将现在的实际状态转换成您期望的状态,例如,您想将所有的webapp:v1.0.9升级成webapp:v1.1.0,您只需创建一个Deployment,Kubernetes会按照Deployment自动进行升级。现在,您可以通过Deployment来创建新的资源(pod,rs,rc),替换已经存在的资源等。

  Deployment集成了上线部署、滚动升级、创建副本、暂停上线任务,恢复上线任务,回滚到以前某一版本(成功/稳定)的Deployment等功能,在某种程度上,Deployment可以帮我们实现无人值守的上线,大大降低我们的上线过程的复杂沟通、操作风险。

  (8)StatefulSet

  使用Deployment创建的Pod是无状态的,当挂在Volume之后,如果该Pod挂了,Replication Controller会再run一个来保证可用性,但是由于是无状态的,Pod挂了的时候与之前的Volume的关系就已经断开了,新起来的Pod无法找到之前volume。StatefulSet 的目的就是给为数众多的有状态负载提供正确的控制器支持。

  当应用有以下任意要求时,StatefulSet的价值就体现出来了。 
   ● 稳定的、唯一的网络标识。 
   ● 稳定的、持久化的存储。 
   ● 有序的、优雅的部署和扩展。 
   ● 有序的、优雅的删除和停止。 

  (9)DaemonSet

  DaemonSet能够让所有(或者一些特定)的Node节点运行同一个pod。当节点加入到kubernetes集群中,pod会被(DaemonSet)调度到该节点上运行,当节点从kubernetes集群中被移除,被(DaemonSet)调度的pod会被移除,如果删除DaemonSet,所有跟这个DaemonSet相关的pods都会被删除。

  (10)Job

  在有些场景下,是想要运行一些容器执行某种特定的任务,任务一旦执行完成,容器也就没有存在的必要了。在这种场景下,创建pod就显得不那么合适。于是就是了Job,Job指的就是那些一次性任务。通过Job运行一个容器,当其任务执行完以后,就自动退出,集群也不再重新将其唤醒。还可以执行定时任务。


三、kubernetes组件

  1.kubectl
    客户端命令行工具,将接受的命令格式化后发送给kube-apiserver,作为整个系统的操作入口。

  2.kube-apiserver
    作为整个系统的控制入口,以REST API服务提供接口。

  3.kube-controller-manager
    用来执行整个系统中的后台任务,包括节点状态状况、Pod个数、Pods和Service的关联等。

  4.kube-scheduler
    负责节点资源管理,接受来自kube-apiserver创建Pods任务,并分配到某个节点。

  5.etcd
    负责节点间的服务发现和配置共享。

  6.kube-proxy
    运行在每个计算节点上,负责Pod网络代理。定时从etcd获取到service信息来做相应的策略。

  7.kubelet
    运行在每个计算节点上,作为agent,接受分配该节点的Pods任务及管理容器,周期性获取容器状态,反馈给kube-apiserver。

  8.DNS
    一个可选的DNS服务,用于为每个Service对象创建DNS记录,这样所有的Pod就可以通过DNS访问服务了。

 

四、工作流程

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  1.Kubectl(user commands): k8s APIs客户端工具,通过用户输入命令操作APIs资源

  2.认证,用户输入命令要通过APIs的认证

  3.认证通过之后,交由APIs中REST中对象处理(Kubernetes以RESTFul形式开放接口,用户可操作的REST对象有三个Pod,service,controller)

  4.APIs中的操作处理都会持久化存储到一个分布式存储etcd

  5.Scheduler调度组件,会检测REST对象中是否有新的动作产生,并将具体操作,根据算法下发到node节点中

  6.Controller通过API Server提供的接口实时监控整个集群的每个资源对象的当前状态,当发生各种故障导致系统状态发生变化时,会尝试将系统状态修复到“期望状态”

  7.kubeletl类似于一个agent,处理AIPs下发的任务,如创建Pod、容器、获取节点信息等

  8.proxy负责网络代理,Service具体实现就是有proxy处理,维护网络规则和四层负载均衡工作

Kubernetes(一)--简介

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原文地址:https://www.cnblogs.com/jay-fred/p/9968860.html


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