文章目錄
- 前言
- Kubernetes/K8s 理論詳解
- 1.K8s 是什么？
- 2.K8s 特性
- 3.小拓展（業務升級）
- 4.K8s 集群架構與組件
- ①架構拓撲圖：
- ②Master 組件
- ③Node 組件
- 5.K8s 核心概念
前言
Kubernetes，簡稱 K8s，是一個開源的，用于管理云平臺中多個主機上的容器化的應用
其技術難度與入門門檻較高，學習之前，建議掌握以下基礎：
- 熟悉 Linux 基礎命令
- 熟悉 Docker 基本管理
- 了解 SSL 證書作業原理
- 了解負載均衡作業原理（L4/L7）
- 了解群集（分布式概念）
- 了解域名決議原理（Pod）
- 了解網路協議（網路組件）
Kubernetes/K8s 理論詳解
1.K8s 是什么？
- Kubernetes 是 Google 在 2014 年開源的一個容器集群管理系統，使用 Go 開發，簡稱為 K8s，用于容器化應用程式的部署，擴展和管理
- K8s 提供了容器編排（yml），資源調度，彈性伸縮，部署管理，服務發現等一系列功能，目標是讓部署容器化應用簡單高效
- K8s 兼容多種容器型別，市場占用率最高，官網：https://kubernetes.io/
2.K8s 特性
- 自我修復： 在節點故障時替換和重新部署，保證預期的副本數量；殺死健康檢查失敗的容器（探針），并且在未準備好之前不會處理客戶端請求，確保線上服務不中斷
- 彈性伸縮： 使用命令（字符界面）或 UI（圖形化界面），基于 CPU 使用情況自動快速擴容和縮容應用程式實體，保證應用業務高峰并發時的高可用性；業務低峰時回收資源，以最小成本運行服務
- 自動部署和回滾： K8s 采用滾動更新策略更新應用，一次更新一個 Pod，而不是同時洗掉所有 Pod，如果更新程序中出現問題，將回滾更改，確保升級不受影響業務
- 服務發現和負載均衡： K8s 為多個容器提供一個統訪問入口（內部 IP 地址和一個 DNS 名稱)，并且負載均衡關聯的所有容器，使得用戶無需考慮容器 IP 問題
- 機密和配置管理： 管理機密資料和應用程式配置，而不需要把敏感資料暴露在鏡像里，提高敏感資料安全性；并可以將一些常用的配置存盤在 K8s 中，方便應用程式使用（身份驗證：命名空間，邏輯劃分權限管理）
- 存盤編排： 掛載外部存盤系統，無論是來自本地存盤，公有云（如 AWS），還是網路存盤（如NFS、GlusterFS、Ceph）都作為集群資源的一部分使用， 極大提高存盤使用靈活性
- 批處理： 提供一次性任務，周期性任務；滿足批量資料處理和分析的場景
3.小拓展（業務升級）
灰度發布（金絲雀）：
- 指在黑與白之間，能夠平滑過渡的一種發布方式，灰度發布可以有效保證整體系統的穩定，降低產品升級所影響的用戶范圍
- 例如，讓一部分用戶繼續使用產品特性A，一部分用戶開始用產品特性B，如果用戶對B沒有什么反對意見，那么逐漸擴大范圍，把所有用戶都遷移到B上面來
藍綠發布：
- 例如，專案邏輯上分為A/B組，首先把A組從負載均衡中摘除，進行新版本部署，B組繼續提供服務
- 當A組升級完畢，負載均衡重新接入A組，再將B組從負載串列中摘除進行新版本部署，A組重新提供服務
- 最終，B組完成升級，負載均衡重新接入B組，至此，A/B組皆升級完畢，對外提供服務，達到用戶無感知、平滑過渡的效果
滾動發布：
- 指每次只升級一個或多個服務，升級完成后加入生產環境
- 不斷執行這個程序，直到集群中的全部舊版本升級為新版本
4.K8s 集群架構與組件
①架構拓撲圖：
②Master 組件
Kube-apiserver：
-
Kubernetes API，集群的統一入口， 各組件協調者
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以 RESTful API提供介面服務（支持網站標準協議）
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所有物件資源的增刪改查和監聽操作都交給 APIServer 處理后再提交給 Etcd 存盤資料
Kube-controller-manager：
-
處理集群中常規后臺任務
-
一個資源對應一個控制器，比如容器資源（pod）掛了，若控制器還存活，則會重新創建該資源，所以修復能力依賴于控制完成
-
controllerManager 負責管理這些控制器
kube-scheduler：
-
根據調度演算法為新創建的 Pod 選擇一個 Node 節點，可以任意部署可以部署在同
一個節點上，也可以部署在不同的節點上 -
所有資源的創建不一定都要經過調度器
etcd：
- 分布式鍵值存盤系統
- 用于保存集群狀態資料，比如 Pod、Service 等物件資訊
③Node 組件
kubelet：
-
kubelet 是 Master 在 Node 節點上的 Agent（代理），管理本機運行容器的生命周期，比如創建容器、Pod 掛載資料卷、下載 secret、獲取容器和節點狀態等作業
-
kubelet 將每個 Pod 轉換成一組容器
kube-proxy：
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在 Node 節點上實作 Pod 網路代理
-
維護網路規則和四層負載均衡作業
docker 或 rocket（容器型別）：
- 容器引擎
- 運行容器
5.K8s 核心概念
Pod：
- K8s 中最小的部署單元，是一組容器的集合
- 一個 Pod 中的容器共享網路命名空間，像一個小型局域網一樣，所以其中容器之間可以彼此通訊
- Pod 是短暫的，因為其一旦故障，會重新創建新的
- K8s 管理的基本都是業務，而業務都是跑在 Pod 上
Controllers（控制器）：
- ReplicaSet：創建資源，確保預期的 Pod 副本數量
- Deployment：無狀態應用部署
- StatefulSet：有狀態應用部署
- DaemonSet：確保所有 Node 運行同一個 Pod，即管理行程資源
- Job：一次性任務
- Cronjob：周期性計劃定時任務
Service： 對外提供服務，防止 Pod 失聯，定義一組 Pod 的訪問策略，方便訪問
Label： 標簽，附加到某個資源上，用于關聯物件、查詢和篩選
Namespaces： 命名空間，將物件邏輯上隔離，用于角色管理和控制
Annotations： 注釋，方便閱讀
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