Kubernetes介绍

Kubernetes是google在2014年6月开源的一个容器集群管理系统,使用go语言开发,Kubernetes也称k8s。
k8s是google内部一个叫borg的容器集群管理系统衍生出来的,borg已经在google大规模生产运行十年之久。
k8s主要用于自动化部署、扩展和管理容器应用,提供了资源调度、部署管理、服务发现、扩容缩容、监控等一整套功能。
2015年7月,kubernetes v1.0正式发布。
kubernetes目标是让部署容器化应用简单高效。
官方网址:https://kubernetes.io/

Kubernetes主要功能

数据卷
Pod中容器之间共享数据,可以使用数据卷。
应用程序健康检查
容器内服务可能进程阻塞无法处理请求,可以设置监控检查策略保证应用健壮性。
复制应用程序实例
控制器维护pod副本数量,保证一个pod或一组同类的pod数量始终可用。
弹性伸缩
根据设定的指标(CPU利用率)自动缩放pod副本数。
服务发现
使用环境变量或DNS服务插件保证容器中程序发现pod入口访问地址。
负载均衡
一组pod副本分配一个私有的集群ip地址,负载均衡转发请求到后端容器。在集群内部其他pod可通过这个clusterIP访问应用。
滚动更新
更新服务不中断,一次更新一个pod,而不是同时删除整个服务。
服务编排
通过文件描述部署服务,使得应用程序部署变得更高效。
资源监控
Node节点组件集成cAdvisor资源收集工具,可通过Heapster汇总整个集群节点资源数据,然后存储到InfluxDB时序数据库,再由Grafana展示。
提供认证和授权
支持角色访问控制(RBAC)认证授权等策略。

基本对象概念

基本对象

Pod
Pod是最小部署单元,一个Pod有一个或多个容器组成,Pod中容器共享存储和网络,在同一台Docker主机上运行。
Service
Service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。
Service代理Pod集合对外表现是为一个访问入口,分配一个集群IP地址,来自这个IP的请求将负载均衡转发后端Pod中的容器。
Service通过Lable Selector选择一组Pod提供服务。
Volume
数据卷,共享Pod中容器使用的数据。
Namespace
命名空间将对象逻辑上分配到不同Namespace,可以是不同的项目、用户等区分管理,并设定控制策略,从而实现多租户。
命名空间也称为虚拟集群。
Lable
标签用于区分对象(例如Pod、Service)、键值对存在,每个对象可以有多个标签,通过标签关联对象。

基于基本对象更高层次抽象

ReplicaSet
下一代Replication Controller。确保任何给定时间指定的Pod副本数量,并提供声明正式更新等功能。
RC与RS唯一区别就是lable selector支持不同,RS支持新的基于集合的标签,RC仅支持基于等式的标签。
Deployment
Deployment是一个更高层次的API对象,它管理ReplicaSets和Pod,并提供声明式更新等功能。
官方建议使用Deployment管理ReplicaSets,而不是直接使用ReplicaSets,这就意味着可能永远不需要直接操作ReplicaSet对象。
StatefulSet
StatefulSet适合持久性的应用程序,有唯一的网络标识符(IP),持久存储,有序的部署、扩展、删除和滚动更新。
DaemonSet
DaemonSet确保所有(或一些)节点运行同一个Pod。当节点加入Kubernetes集群中,Pod会被调度到该节点上运行,当节点从集群中移除时,DaemonSet的Pod会被删除。删除DaemonSet会清理它所有创建的Pod。
Job
一次性任务,运行完成后Pod销毁,不再重新启动新容器,还可以任务定时运行。

系统架构及组件功能

k8s pods和容器 k8s容器ip_Pod

master组件

kube-apiserver
kube-apiserver API,集群的统一入口,各组件协调者,以HTTP 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APIService处理后再提交给Etcd存储。
kuber-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。
kuber-scheduler
根据调度算法为新创建的Pod选择一个Node节点。

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,例如创建容器、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,维护网络规和四层负载均衡工作。
docker或rocket/rkt
运行容器。

第三方服务

etcd
分布式键值存储系统。用于保持集群状态,例如Pod、Service等对象信息。