一、Kubernetes概述

1 Kubernetes是什么

  • Kubernetes是Google在2014年开源的一个容器集群管理系统，Kubernetes简称K8S。
  • K8S用于容器化应用程序的部署，扩展和管理。
  • K8S提供了容器编排，资源调度，弹性伸缩，部署管理，服务发现等一系列功能。
  • Kubernetes目标是让部署容器化应用简单高效。

2 Kubernetes特性

  • 自我修复
  • 在节点故障时重新启动失败的容器，替换和重新部署，保证预期的副本数量；杀死健康检查失败的容器，并且在未准备好之前不会处理客户端请求，确保线上服务不中断。
  • 弹性伸缩

  • 使用命令、UI或者基于CPU使用情况自动快速扩容和缩容应用程序实例，保证应用业务高峰并发时的高可用性；业务低峰时回收资源，以最小成本运行服务。

  • 自动部署和回滚

  • K8S采用滚动更新策略更新应用，一次更新一个Pod，而不是同时删除所有Pod，如果更新过程中出现问题，将回滚更改，确保升级不受影响业务。

  • 服务发现和负载均衡

  • K8S为多个容器提供一个统一访问入口（内部IP地址和一个DNS名称），并且负载均衡关联的所有容器，使得用户无需考虑容器IP问题。

  • 机密和配置管理

  • 管理机密数据和应用程序配置，而不需要把敏感数据暴露在镜像里，提高敏感数据安全性。并可以将一些常用的配置存储在K8S中，方便应用程序使用。

  • 存储编排

  • 挂载外部存储系统，无论是来自本地存储，公有云（如AWS），还是网络存储（如NFS、GlusterFS、Ceph）都作为集群资源的一部分使用，极大提高存储使用灵活性。

  • 批处理

  • 提供一次性任务，定时任务；满足批量数据处理和分析的场景。

3 Kubernetes集群组件介绍

3.1 Master组件

  • kube-apiserver
  • Kubernetes API， 集群的统一入口 ，各组件协调者，以RESTful API提供接口服务，所有对象资源的增删改查和监听操作都交给APIServer处理后再提交给Etcd存储。
  • kube-controller-manager

  • 处理集群中常规后台任务，一个资源对应一个控制器，而ControllerManager就是负责管理这些控制器的。

  • kube-scheduler

  • 根据调度算法为新创建的Pod选择一个Node节点，可以任意部署,可以部署在同一个节点上,也可以部署在不同的节点上。

  • etcd

  • 分布式键值存储系统。用于保存集群状态数据，比如Pod、Service等对象信息。

3.2 Node组件

  • kubelet
  • kubelet是Master在Node节点上的Agent，管理本机运行容器的生命周期，比如创建容器、Pod挂载数据卷、下载secret、获取容器和节点状态等工作。kubelet将每个Pod转换成一组容器。
  • kube-proxy

  • 在Node节点上实现Pod网络代理，维护网络规则和四层负载均衡工作。

  • docker或rocket

  • 容器引擎，运行容器。

二、kubeadm 快速部署K8S集群

kubernetes 官方提供的三种部署方式

  • minikube

Minikube是一个工具，可以在本地快速运行一个单点的Kubernetes，仅用于尝试Kubernetes或日常开发的用户使用。部署地址：https://kubernetes.io/docs/setup/minikube/

  • kubeadm

Kubeadm也是一个工具，提供kubeadm init和kubeadm join，用于快速部署Kubernetes集群。部署地址：https://kubernetes.io/docs/reference/setup-tools/kubeadm/kubeadm/

  • 二进制包

推荐，从官方下载发行版的二进制包，手动部署每个组件，组成Kubernetes集群。下载地址：https://github.com/kubernetes/kubernetes/releases