【 k8s 概念(一)】k8s 概述_docker


文章目录

  • Kubernetes 是什么?
  • Kubernetes 组件
  • Kubernetes API
  • 使用 Kubernetes 对象
  • k8s 发展史
  • Mesos
  • Swarm
  • k8s
  • 服务部署的发展历程
  • keburnetes 提供的服务
  • keburnetes 的灵活性


Kubernetes 是什么?

Kubernetes 是一个可移植的,可扩展的开源平台,用于管理容器化的工作负载和服务,方便了声明式配置和自动化。它拥有一个庞大且快速增长的生态系统。Kubernetes 的服务,支持和工具广泛可用。


Kubernetes 组件

Kubernetes 集群由代表控制平面的组件和一组称为节点的机器组成。


Kubernetes API

Kubernetes API 使你可以查询和操纵 Kubernetes 中对象的状态。 Kubernetes 控制平面的核心是 API 服务器和它暴露的 HTTP API。 用户、集群的不同部分以及外部组件都通过 API 服务器相互通信。


使用 Kubernetes 对象

Kubernetes 对象是 Kubernetes 系统中的持久性实体。Kubernetes 使用这些实体表示您的集群状态。了解 Kubernetes 对象模型以及如何使用这些对象。


k8s 发展史

k8s 是一个分布式资源管理器,在分布式资源管系统发展的过程中出现过 Mesos、Docker Swarm ,最终 k8s 成为了行业标杆。

Mesos

Mesos 来源于 Apache 下的开源分布式资源管理的框架。后来被twitter使用,作为基础平台,但 Twitter 公司在旧金山总部举行了一次技术发布会兼会上,宣布,Twitter 的基础设施将从 Mesos 全面转向 Kubernetes。不过mesos最新版官方公布,在mesos平台可以管理k8s,但是暂时没有大型企业采用mesos管理。

Swarm

Swarm 是 Docker 公司开发的资源管理器,发布于 2014 年,轻量的集群化管理器,占有几十MB资源,不过功能相对较少,很多功能需要手动实现。2016年 Docker 公司放弃现有的 Swarm 项目,将容器编排和集群管理功能内置到 Docker 中。Docker 从 1.12.0 版本开始,已经是Docker安装后自带的一部分。Swarm 虽然可以大规模使用,但是需要耗费大量人力财力,这时候 kubernetes 就出现了。

k8s

Kubernetes 发布于 2014年6月, 源于希腊语,意为 “舵手” 或 “领航员”,由于 kubernetes从k 到s中间有8个字母,所以简称k8s。Google 在十年前就已经将容器化作为基础架构,borg 就是 Google 内部的大型集群管理系统,borg 系统并不开源。在docker 大规模容器化后,Google 为了迅速占领 docker 容器化管理, Google 基于 borg 的设计理念使用 Go 语言开发新的组件系统 Kubernetes,并且开源给了CNCF。


如果仅看一个需求领域的竞争史,显然是不足的。

服务部署的发展历程

【 k8s 概念(一)】k8s 概述_kubernetes_02

传统部署时代:

早期,各个组织机构在物理服务器上运行应用程序。无法为物理服务器中的应用程序定义资源边界,这会导致资源分配问题。 例如,如果在物理服务器上运行多个应用程序,则可能会出现一个应用程序占用大部分资源的情况, 结果可能导致其他应用程序的性能下降。 一种解决方案是在不同的物理服务器上运行每个应用程序,但是由于资源利用不足而无法扩展, 并且维护许多物理服务器的成本很高。

虚拟化部署时代:

作为解决方案,引入了虚拟化。虚拟化技术允许你在单个物理服务器的 CPU 上运行多个虚拟机(VM)。 虚拟化允许应用程序在 VM 之间隔离,并提供一定程度的安全,因为一个应用程序的信息不能被另一应用程序随意访问。

虚拟化技术能够更好地利用物理服务器上的资源,并且因为可轻松地添加或更新应用程序而可以实现更好的可伸缩性,降低硬件成本等等。

每个 VM 是一台完整的计算机,在虚拟化硬件之上运行所有组件,包括其自己的操作系统。

容器部署时代:

容器类似于 VM,但是它们具有被放宽的隔离属性,可以在应用程序之间共享操作系统(OS)。 因此,容器被认为是轻量级的。容器与 VM 类似,具有自己的文件系统、CPU、内存、进程空间等。 由于它们与基础架构分离,因此可以跨云和 OS 发行版本进行移植。

【 k8s 概念(一)】k8s 概述_服务器_03

容器因具有许多优势而变得流行起来。下面列出的是容器的一些好处:

  1. 敏捷应用程序的创建和部署:与使用 VM 镜像相比,提高了容器镜像创建的简便性和效率。
  2. 持续开发、集成和部署:通过快速简单的回滚(由于镜像不可变性),支持可靠且频繁的 容器镜像构建和部署。
  3. 关注开发与运维的分离:在构建/发布时而不是在部署时创建应用程序容器镜像, 从而将应用程序与基础架构分离。
  4. 可观察性:不仅可以显示操作系统级别的信息和指标,还可以显示应用程序的运行状况和其他指标信号。
  5. 跨开发、测试和生产的环境一致性:在便携式计算机上与在云中相同地运行。
  6. 跨云和操作系统发行版本的可移植性:可在 Ubuntu、RHEL、CoreOS、本地、 Google Kubernetes Engine 和其他任何地方运行。
  7. 以应用程序为中心的管理:提高抽象级别,从在虚拟硬件上运行 OS 到使用逻辑资源在 OS 上运行应用程序。
  8. 松散耦合、分布式、弹性、解放的微服务:应用程序被分解成较小的独立部分, 并且可以动态部署和管理 - 而不是在一台大型单机上整体运行。
  9. 资源隔离:可预测的应用程序性能。
  10. 资源利用:高效率和高密度。

keburnetes 提供的服务

服务发现和负载均衡

Kubernetes 可以使用 DNS 名称或自己的 IP 地址公开容器,如果进入容器的流量很大, Kubernetes 可以负载均衡并分配网络流量,从而使部署稳定。

存储编排

Kubernetes 允许你自动挂载你选择的存储系统,例如本地存储、公共云提供商等。

自动部署和回滚

你可以使用 Kubernetes 描述已部署容器的所需状态,它可以以受控的速率将实际状态 更改为期望状态。
例如,你可以自动化 Kubernetes 来为你的部署创建新容器, 删除现有容器并将它们的所有资源用于新容器。

自动完成装箱计算

Kubernetes 允许你指定每个容器所需 CPU 和内存(RAM)。 当容器指定了资源请求时,Kubernetes 可以做出更好的决策来管理容器的资源。

自我修复

Kubernetes 重新启动失败的容器、替换容器、杀死不响应用户定义的 运行状况检查的容器,并且在准备好服务之前不将其通告给客户端。

密钥与配置管理

Kubernetes 允许你存储和管理敏感信息,例如密码、OAuth 令牌和 ssh 密钥。 
你可以在不重建容器镜像的情况下部署和更新密钥和应用程序配置,也无需在堆栈配置中暴露密钥。

keburnetes 的灵活性

Kubernetes并不是传统的PaaS(平台即服务)系统。

  1. kubernetes不限制支持应用的类型,不限制应用框架。
  2. 不区分 “apps” 或者“services”。 Kubernetes支持不同负载应用,包括有状态、无状态、数据处理类型的应用。只要这个应用可以在容器里运行,那么就能很好的运行在Kubernetes上。
  3. Kubernetes不提供中间件(如message buses)、数据处理框架(如Spark)、数据库(如Mysql)或者集群存储系统(如Ceph)作为内置服务。但这些应用都可以运行在Kubernetes上面。
  4. Kubernetes不部署源码不编译应用。持续集成的 (CI)工作流方面,不同的用户有不同的需求和偏好的区域,因此,我们提供分层的 CI工作流,但并不定义它应该如何工作。
  5. Kubernetes允许用户选择自己的日志、监控和报警系统。
  6. Kubernetes不提供或授权一个全面的应用程序配置 语言/系统(例如,jsonnet)。
  7. Kubernetes不提供任何机器配置、维护、管理或者自修复系统。