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一、Kubernetes概述
- 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
1.1、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、U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（先创建，再删除），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ANS)，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
1.3、Kubernetes集群架构与组件（单节点）
结构解析：
- 首先，k8s有两个可以访问的入口，一个是从kubectl访问（管理员访问），还有是从Internet访问（客户访问）
- 管理员可以通过kubectl指令，管理k8s，首先要通过Auth（身份验证），被授予管理权限，才可以对k8s进行管理，由API Server处理所有请求
- API Server是请求管理的唯一入口，接收到请求，会把这个请求写入到Etcd（分布式数据库，按键值对进行存储，具有服务发现机制）中，然后Etcd会返回信息给API Server（信息已在Etcd创建成功）
- API Server会根据scheduler（调度算法，核算所有Node的资源），看哪个Node资源更适合创建容器，然后再将信息返回给API Server，API Server会将能够创建容器的资源节点信息写入到Etcd中，Etcd记录完成后，返回信息给API Server
- API Server在创建资源之前会去找controller-manager(控制器管理器)，由controller-manager定义资源类型（比如有状态化资源或无状态化资源），然后将信息返回给API Server
- API Server把即将创建的资源找到kubelet，由kubelet完成容器的创建和管理工作，kubelet管理Pod生命周期，由pod维系容器的生命周期。kubelet会把命令下达给Pod，Pod再下达给container，container下载镜像，并生成容器，然后容器暴露相关端口
- 最后由kube-proxy充当反向代理，完成各个端口的负载均衡，客户端通过反向代理就可以访问到相关的容器里的服务，kubelet会将信息返回给API Server，告诉API Server容器处于running状态，API Server将信息再次写入到Etcd中，Etcd会将状态自动更新到running。然后通过kubectl命令查看时，会发现容器处于running状态
1.4、K8S组件
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
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、Kubernetes核心概念
Pod
最小部署单元
一组容器的集合
一个Pod中的容器共享网络命名空间
Pod是短暂的（不具备重启功能）
Controllers
ReplicaSet :确保预期的Pod副本数量
Deployment:无状态（没有自己的身份信息）应用部署
StatefulSet :有状态应用部署
DaemonSet:确保所有Node运行同一个Pod
Job :一次性任务
Cronjob :定时任务
更高级层次对象，部署和管理Pod
Service
防止Pod失联
定义一组Pod的访问策略
label:标签，附加到某个资源上，用于关联对象、查询和筛选
Namespaces:命名空间，将对象逻辑上隔离
Annotations :注释
三、Kubernetes的部署方式
3.1、kubeadm
Kubeadm也是一个工具，提供kubeadm init和kubeadm join，用于快速部署Kubernetes集群
3.2、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