Kubernetes是什么

Kubernetes 是容器集群管理系统,是一个开源的平台,可以实现容器集群的自动化部署、 自动扩缩容、维护等功能。

通过 Kubernetes 你可以:


  • 快速部署应用
  • 快速扩展应用
  • 无缝对接新的应用功能 
  • 节省资源,优化硬件资源的使用
  • 我们的目标是促进完善组件和工具的生态系统,以减轻应用程序在公有云或私有云中运 行的负担。


Kubernetes特点


  • 可移植: 支持公有云,私有云,混合云,多重云(multi-cloud
  • 可扩展: 模块化, 插件化, 可挂载, 可组合
  • 自动化: 自动部署,自动重启,自动复制,自动伸缩/扩展 Kubernetes Google 2014 年创建管理的,是 Google 10 多年大规模容器管理技术 Borg 的开源版本。


应用部署演变过程


一文带入门Kubernetes_nginx

         在部署应用方式上,主要经历了三个时代:

  • 传统部署:互联网早期,会直接将应用程序部署在物理机上

优点:简单,不需要其它技术的参与缺点:不能为应用程序定义资源使用边界,很难合理地分配计算资源,而且程序之间容易产生影响


  • 虚拟化部署:可以在一台物理机上运行多个虚拟机,每个虚拟机都是独立的一个环境

优点:程序环境不会相互产生影响,提供了一定程度的安全性

缺点:增加了操作系统,浪费了部分资源


  • 容器化部署:与虚拟化类似,但是共享了操作系统

优点:可以保证每个容器拥有自己的文件系统、CPU、内存、进程空间等运行应用程序所需要的资源都被容器包装,并和底层基础架构解耦容器化的应用程序可以跨云服务商、跨Linux操作系统发行版进行部署


kubernets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(管理节点)

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


Node:集群的数据平面,负责为容器提供运行环境(工作节点)

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

Kube-proxy : 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


一文带入门Kubernetes_nginx_02

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


  • 首先要明确,一旦kubernetes环境启动之后,masternode都会将自身的信息存储到etcd数据库中
  • 一个nginx服务的安装请求会首先被发送到master节点的apiServer组件
  •  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
  • apiServer调用controller-manager去调度Node节点安装nginx服务
  • kubelet接收到指令后,会通知docker,然后由docker来启动一个nginxpodpodkubernetes的最小操作单元,容器必须跑在pod中至此,
  • 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


kubernets基本概念

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

一文带入门Kubernetes_应用程序_03


Podkubernetes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

一文带入门Kubernetes_docker_04


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Servicepod对外服务的统一入口,下面可以维护者同一类的多个pod

一文带入门Kubernetes_nginx_05


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