主頁 > 軟體設計 > kubernetes、docker原理分析

kubernetes、docker原理分析

2021-04-07 10:07:18 軟體設計

一、背景

隨著分布式應用的崛起,單臺應用服務器很難支撐起業務,真實場景中往往一個應用要部署多次來解決高并發的問題,相信很多人對虛擬機都不陌生,

最早的做法就是通過在物理機上創建多個虛擬機(程式運行空間),虛擬機再運行相關應用,

這種做法可以在同一臺機器上啟動多個應用實體,但每個虛擬機都創建都會將計算機結構一起打包,對于用戶來說創建、維護成本也太高了,每個虛擬機都會有作業系統、虛擬硬體也顯得這種方式比較重,那有沒有更輕的方式呢,答案是有的,

Docker技術就橫空出世了,Docker相比與虛擬機的主要優勢就是在于它輕,輕在哪些方面呢?它是直接運行在作業系統層面的,共享物理機的作業系統和硬體,用戶創建只需關注docker內的應用程式和檔案依賴庫,

二、Docker生命周期

介紹完虛擬機和Docker,有的小伙伴可能還不太熟悉他們之前的優缺點

特性

虛擬機

容器

啟動

分鐘級

秒級

硬碟使用

GB級別

Mb級別

性能

若于原生

接近原生

系統支持量

一般幾十個

單機支持幾千個

1、docker的生命周期

主要流程如下:

1、client發送命令到docker host被deamon行程所監控,

2、deamon根據命令執行相關操作,如pull操作,會檢測本地是否有相關鏡像、容器,

3、如本地未有則去registey倉庫里獲取相關鏡像,

4、最后把相關鏡像、容器回傳給client,client完成鏡像、容器的啟動,

三、kubernetes

對于多個容器,如果采用人為的方式去管理顯然是不科學的,此時就急于需要一款能代替人為去管理這些容器的工具,此時k8s就出現了,

k8s是一個開源平臺,能夠有效簡化應用管理、應用部署和應用擴展環節的手動操作流程,讓用戶更加靈活地部署管理云端應用,架構如下:

1、kubernetes Master

Master 是 Cluster 的大腦,它的主要職責是調度,即決定將應用放在哪里運行,Master 運行 Linux 作業系統,可以是物理機或者虛擬機,為了實作高可用,可以運行多個 Master,主從架構,

(1)Etcd:保存了整個集群的狀態(存盤狀態資料庫,存盤pod、service、rc等資訊),只為ApiServer提供操作、訪問權限;

(2)Apiserver:提供了資源操作的唯一入口,并提供認證、授權、訪問控制、API注冊和發現等機制;

(3)Controller manager:負責維護集群的狀態,比如故障檢測、自動擴展、滾動更新等;

(4)Scheduler:負責資源的調度,按照預定的調度策略將Pod調度到相應的機器上;

2、kubernetes Note

Node 的職責是運行容器應用,Node 由 Master 管理,Node 負責監控并匯報容器的狀態,并根據 Master 的要求管理容器的生命周期,Node 運行在 Linux 作業系統,可以是物理機或者是虛擬機,

(1)kubelet:負責維護容器的生命周期,同時也負責Volume(CSI)和網路(CNI)的管理;

(2)kube-proxy:負責為Service提供集群內部的服務發現和負載均衡;

(3)pod:K8S管理的最小單位級,它是一個或多個容器的組合,在Pod中,所有容器都被同一安排和調度,并運行在共享的背景關系中,對于具體應用而言,Pod是它們的邏輯主機,Pod包含業務相關的多個應用容器,

3、創建pod流程

(1)用戶提交創建Pod的請求,可以通過API Server的REST API ,也可用Kubectl命令列工具;

(2)API Server處理用戶請求,存盤Pod資料到etcd;

(3)Schedule通過和API Server的watch機制,查看到新的Pod,嘗試為Pod系結Node;

(4)過濾主機:調度器用一組規則過濾掉不符合要求的主機,比如Pod指定了所需要的資源,那么就要過濾掉資源不夠的主機;

(5)主機打分:對第一步篩選出的符合要求的主機進行打分,在主機打分階段,調度器會考慮一些整體優化策略,比如把一個Replication Controller的副本分布到不同的主機上,使用最低負載的主機等;

(6)選擇主機:選擇打分最高的主機,進行binding操作,結果存盤到etcd中;

(7)Kubelet根據調度結果執行Pod創建操作: 系結成功后,會啟動container,docker run,scheduler會呼叫API在資料庫etcd中創建一個bound pod物件,描述在一個作業節點上系結運行的所有pod資訊,運行在每個作業節點上的Kubelet也會定期與etcd同步bound pod資訊,一旦發現應該在該作業節點上運行的bound pod物件沒有更新,則呼叫Docker API創建并啟動pod內的容器;

4、用戶請求程序

在Kubernetes平臺上,Pod是有生命周期,為了可以給客戶端一個固定的訪問端點,因此需要在客戶端和Pod之間添加一個中間層,這個中間層稱之為Service,

kube-proxy通過kubernetes中固有的watch請求方法持續監聽apiserver,一旦有service資源發生變動(增刪改查)kube-proxy可以及時轉化為能夠調度到后端Pod節點上的規則,這個規則可以是iptables也可以是ipvs,取決于service實作方式,

service有如下四種實作:

(1)ClusterIp

默認型別,自動分配一個僅Cluster內部可以訪問的虛擬IP

(2)NodePort

在ClusterIP基礎上為Service在每臺機器上系結一個埠,這樣就可以通過: NodePort來訪問該服務,

(3) LoadBalancer

在NodePort的基礎上,借助Cloud Provider創建一個外部負載均衡器,并將請求轉發到NodePort
(4)ExternalName

把集群外部的服務引入到集群內部來,在集群內部直接使用,沒有任何型別代理被創建,這只有 Kubernetes 1.7或更高版本的kube-dns才支持,

用戶訪問具體應用流程

如上圖是通過NotePort方式供外部呼叫,此方案不能對請求進行過濾、負載均衡,此時可以引入請求轉發組件,如Ingress或LoadBalancer

a、LoadBalancer

服務是暴露服務到 Internet 的標準方式,所有通往你指定的埠的流量都會被轉發到對應的服務,它沒有過濾條件,沒有路由等,這意味著你幾乎可以發送任何種類的流量到該服務,像 HTTP,TCP,UDP,WebSocket,gRPC 或其它任意種類,

b、Ingress

可以給 Service 提供集群外部訪問的 URL、負載均衡、SSL 終止、HTTP 路由等,為了配置這些 Ingress 規則,集群管理員需要部署一個 Ingress Controller,它監聽 Ingress 和 Service 的變化,并根據規則配置負載均衡并提供訪問入口,

轉載請註明出處,本文鏈接:https://www.uj5u.com/ruanti/273215.html

標籤:其他

上一篇:硬體設計——外圍電路(電源電路)

下一篇:web服務器簡介

標籤雲
其他(157675) Python(38076) JavaScript(25376) Java(17977) C(15215) 區塊鏈(8255) C#(7972) AI(7469) 爪哇(7425) MySQL(7132) html(6777) 基礎類(6313) sql(6102) 熊猫(6058) PHP(5869) 数组(5741) R(5409) Linux(5327) 反应(5209) 腳本語言(PerlPython)(5129) 非技術區(4971) Android(4554) 数据框(4311) css(4259) 节点.js(4032) C語言(3288) json(3245) 列表(3129) 扑(3119) C++語言(3117) 安卓(2998) 打字稿(2995) VBA(2789) Java相關(2746) 疑難問題(2699) 细绳(2522) 單片機工控(2479) iOS(2429) ASP.NET(2402) MongoDB(2323) 麻木的(2285) 正则表达式(2254) 字典(2211) 循环(2198) 迅速(2185) 擅长(2169) 镖(2155) 功能(1967) .NET技术(1958) Web開發(1951) python-3.x(1918) HtmlCss(1915) 弹簧靴(1913) C++(1909) xml(1889) PostgreSQL(1872) .NETCore(1853) 谷歌表格(1846) Unity3D(1843) for循环(1842)

熱門瀏覽
  • 面試突擊第一季,第二季,第三季

    第一季必考 https://www.bilibili.com/video/BV1FE411y79Y?from=search&seid=15921726601957489746 第二季分布式 https://www.bilibili.com/video/BV13f4y127ee/?spm_id_fro ......

    uj5u.com 2020-09-10 05:35:24 more
  • 第三單元作業總結

    1.前言 這應該是本學期最后一次寫作業總結了吧。總體來說,對作業的節奏也差不多掌握了,作業做起來的效率也更高了。雖然和之前的作業一樣,作業中都要用到新的知識,但是相比之前,更加懂得了如何利用工具以及資料。雖然之間卡過殼,但總體而言,這幾次作業還算完成的比較好。 2.作業程序總結 相比前兩個單元,此單 ......

    uj5u.com 2020-09-10 05:35:41 more
  • 北航OO(2020)第四單元博客作業暨課程總結博客

    北航OO(2020)第四單元博客作業暨課程總結博客 本單元作業的架構設計 在本單元中,由于UML圖具有比較清晰的樹形結構,因此我對其中需要進行查詢操作的元素進行了包裝,在樹的父節點中存盤所有孩子的參考。考慮到性能問題,我采用了快取機制,一次查詢后盡可能快取已經遍歷過的資訊,以減少遍歷次數。 本單元我 ......

    uj5u.com 2020-09-10 05:35:48 more
  • BUAA_OO_第四單元

    一、UML決議器設計 ? 先看下題目:第四單元實作一個基于JDK 8帶有效性檢查的UML(Unified Modeling Language)類圖,順序圖,狀態圖分析器 MyUmlInteraction,實際上我們要建立一個有向圖模型,UML中的物件(元素)可能與同級元素連接,也可與低級元素相連形成 ......

    uj5u.com 2020-09-10 05:35:54 more
  • 6.1邏輯運算子

    邏輯運算子 1. && 短路與 運算式1 && 運算式2 01.運算式1為true并且運算式2也為true 整體回傳為true 02.運算式1為false,將不會執行運算式2 整體回傳為false 03.只要有一個運算式為false 整體回傳為false 2. || 短路或 運算式1 || 運算式2 ......

    uj5u.com 2020-09-10 05:35:56 more
  • BUAAOO 第四單元 & 課程總結

    1. 第四單元:StarUml檔案決議 本單元采用了圖模型決議UML。 UML檔案可以抽象為圖、子圖、邊的邏輯結構。 在實作中,圖的節點包括類、介面、屬性,子圖包括狀態圖、順序圖等。 采用了三次遍歷UML元素的方法建圖,第一遍遍歷建點,第二、三次遍歷設定屬性、連邊,實作圖物件的初始化。這里借鑒了一些 ......

    uj5u.com 2020-09-10 05:36:06 more
  • 談談我對C# 多型的理解

    面向物件三要素:封裝、繼承、多型。 封裝和繼承,這兩個比較好理解,但要理解多型的話,可就稍微有點難度了。今天,我們就來講講多型的理解。 我們應該經常會看到面試題目:請談談對多型的理解。 其實呢,多型非常簡單,就一句話:呼叫同一種方法產生了不同的結果。 具體實作方式有三種。 一、多載 多載很簡單。 p ......

    uj5u.com 2020-09-10 05:36:09 more
  • Python 資料驅動工具:DDT

    背景 python 的unittest 沒有自帶資料驅動功能。 所以如果使用unittest,同時又想使用資料驅動,那么就可以使用DDT來完成。 DDT是 “Data-Driven Tests”的縮寫。 資料:http://ddt.readthedocs.io/en/latest/ 使用方法 dd. ......

    uj5u.com 2020-09-10 05:36:13 more
  • Python里面的xlrd模塊詳解

    那我就一下面積個問題對xlrd模塊進行學習一下: 1.什么是xlrd模塊? 2.為什么使用xlrd模塊? 3.怎樣使用xlrd模塊? 1.什么是xlrd模塊? ?python操作excel主要用到xlrd和xlwt這兩個庫,即xlrd是讀excel,xlwt是寫excel的庫。 今天就先來說一下xl ......

    uj5u.com 2020-09-10 05:36:28 more
  • 當我們創建HashMap時,底層到底做了什么?

    jdk1.7中的底層實作程序(底層基于陣列+鏈表) 在我們new HashMap()時,底層創建了默認長度為16的一維陣列Entry[ ] table。當我們呼叫map.put(key1,value1)方法向HashMap里添加資料的時候: 首先,呼叫key1所在類的hashCode()計算key1 ......

    uj5u.com 2020-09-10 05:36:38 more
最新发布
  • 【中介者設計模式詳解】C/Java/JS/Go/Python/TS不同語言實作

    * 中介者模式是一種行為型設計模式,它可以用來減少類之間的直接依賴關系,
    * 將物件之間的通信封裝到一個中介者物件中,從而使得各個物件之間的關系更加松散。
    * 在中介者模式中,物件之間不再直接相互互動,而是通過中介者來中轉訊息。 ......

    uj5u.com 2023-04-20 08:20:47 more
  • 露天煤礦現場調研和交流案例分享

    他們集團的資訊化公司及研究院在一個礦區正在做智能礦山的統一平臺的 試點,專案投資大概1億,包括了礦山的各方面的內容,顯示得我們這次交流有點多余。他們2年前開始做智能礦山的規劃,有很多煤礦行業專家的加持,他們的描述是非常完美,但是去年底應該上線的平臺,現在還沒有看到影子。他們確實有很多場景需求,但是被... ......

    uj5u.com 2023-04-20 08:20:25 more
  • 《社區人員管理》實戰案例設計&個人案例分享

    設計是一個讓人夢想成真程序,開始編碼、測驗、除錯之前進行需求分析和架構設計,才能保證關鍵方面都做正確 ......

    uj5u.com 2023-04-20 08:20:17 more
  • 軟體架構生態化-多角色交付的探索實踐

    作為一個技術架構師,不僅僅要緊跟行業技術趨勢,還要結合研發團隊現狀及痛點,探索新的交付方案。在日常中,你是否遇到如下問題 “ 業務需求排期長研發是瓶頸;非研發角色感受不到研發技改提效的變化;引入ISV 團隊又擔心質量和安全,培訓周期長“等等,基于此我們探索了一種新的技術體系及交付方案來解決如上問題。 ......

    uj5u.com 2023-04-20 08:20:10 more
  • 【中介者設計模式詳解】C/Java/JS/Go/Python/TS不同語言實作

    * 中介者模式是一種行為型設計模式,它可以用來減少類之間的直接依賴關系,
    * 將物件之間的通信封裝到一個中介者物件中,從而使得各個物件之間的關系更加松散。
    * 在中介者模式中,物件之間不再直接相互互動,而是通過中介者來中轉訊息。 ......

    uj5u.com 2023-04-20 08:19:44 more
  • 露天煤礦現場調研和交流案例分享

    他們集團的資訊化公司及研究院在一個礦區正在做智能礦山的統一平臺的 試點,專案投資大概1億,包括了礦山的各方面的內容,顯示得我們這次交流有點多余。他們2年前開始做智能礦山的規劃,有很多煤礦行業專家的加持,他們的描述是非常完美,但是去年底應該上線的平臺,現在還沒有看到影子。他們確實有很多場景需求,但是被... ......

    uj5u.com 2023-04-20 08:19:07 more
  • 《社區人員管理》實戰案例設計&個人案例分享

    設計是一個讓人夢想成真程序,開始編碼、測驗、除錯之前進行需求分析和架構設計,才能保證關鍵方面都做正確 ......

    uj5u.com 2023-04-20 08:18:57 more
  • 軟體架構生態化-多角色交付的探索實踐

    作為一個技術架構師,不僅僅要緊跟行業技術趨勢,還要結合研發團隊現狀及痛點,探索新的交付方案。在日常中,你是否遇到如下問題 “ 業務需求排期長研發是瓶頸;非研發角色感受不到研發技改提效的變化;引入ISV 團隊又擔心質量和安全,培訓周期長“等等,基于此我們探索了一種新的技術體系及交付方案來解決如上問題。 ......

    uj5u.com 2023-04-20 08:18:49 more
  • 05單件模式

    #經典的單件模式 public class Singleton { private static Singleton uniqueInstance; //一個靜態變數持有Singleton類的唯一實體。 // 其他有用的實體變數寫在這里 //構造器宣告為私有,只有Singleton可以實體化這個類! ......

    uj5u.com 2023-04-19 08:42:51 more
  • 【架構與設計】常見微服務分層架構的區別和落地實踐

    軟體工程的方方面面都遵循一個最基本的道理:沒有銀彈,架構分層模型更是如此,每一種都有各自優缺點,所以請根據不同的業務場景,并遵循簡單、可演進這兩個重要的架構原則選擇合適的架構分層模型即可。 ......

    uj5u.com 2023-04-19 08:42:41 more