【K8S 基本概念】Kurbernetes的架构和核心概念

传统的部署方式：一般意义上的二进制部署，安装-运行-运行维护，需要专业的人员，如果出了故障还需要人工重新拉起来。而且如果业务量增大，只能水平的进行拓展，再部署一台
容器化，我们可以用dockerfile编写好我们自定义的容器，随时基于镜像都可以运行。数量少还能管的过来。数量一旦太多，管理起来太复杂。而且docker一般是单机运行，没有高可用

1.4、K8S的作用：

简单，高效的部署容器化应用

解决了docker的单机部署和无法集群化的特点
解决了随着容器数量的增加，对应增加的管理成本
容器的高可用，提供容器的自愈机制
解决了容器没有预设模版，以及无法快速、大规模部署。以及大规模的容器调度
K8S提供了集中化配置管理的中心
解决了容器的生命周期的管理工具
提供了图形化工具，可以用图形化工具对容器进行管理

K8S是基于开源的容器集群管理系统，在docker容器技术的基础之上，为容器化的集群提供部署、运行、资源调度、服务发现、动态伸缩等一系列完整的功能（大规模容器）

对docker等容器技术从应用的包------部署------运行------停止------销毁，全生命周期管理
集群方式运行，可以跨机器管理容器
解决docker的跨机器运行的网络问题
K8S可以自动修复，使得整个容器集群可以在用户期待的状态下运行。

1.5、K8S的特性：

弹性伸缩，基于命令，或者图形化界面，以及CPU的使用情况，自动的对部署的程序进行扩容和缩容。以最小的成本来运行服务
自我修复：节点故障时，他可以自动的重新启动失败的容器，替换和重新部署
服务发现和负载均衡（自带的）：K8S为多个容器提供一个统一的访问入口（内部地址和内部DNS名称），自动负载均衡关联的所有容器
自动发布和回滚：K8S采用滚动的更新策略来更新应用。如果更新过程中出现问题，可以根据回滚点来进行回滚
集中化的配置管理和秘钥管理：K8S集群中的各个组件都是要进行密钥对验证的。但是K8S得安全性还是不够，核心的组件不建议部署（mysql和nginx不建议），适合部署自定义应用
存储编排

·自动化的把容器部署在节点上

·也可以通过命令行或者yml文件（自定义pod）来实现指定节点部署

·也可以通过网络存储，NFS GFS

任务进行批次处理。提供一次性的任务，提供定时任务，满足需要批量处理和分析的场景

二、K8S集群架构与组件：

三、K8S的核心组件：

Kubernetes 采用主从分布式架构，节点在角色上分为 Maste 和 Node。

Kubernetes Master 是控制节点，负责k8s集群的调度、管理等运维工作,组件有apiserver、controller-manager、scheduler、etcd。

Kubernetes Node 是运行节点，负责运行工作负载，即容器应用，组件有kubelet、kuber-proxy、容器引擎/容器运行时（docker、containerd）等。

一、master组件：

1、kube-apiserver：

K8S集群之中每个组件都是要靠密钥对进行验证，组件之间通信靠apiserver，API是应用接口服务，K8S的所有资源请求和调用操作都是kube-apiserver来完成，所有对象资源的增、删、改、查和监听的操作都是kubu-apiserver处理完之后交给etcd来进行

apiserver是K8S所有请求的入口服务，apiserver负责接收K8S的所有请求（命令行、图形化界面），然后根据用户的具体请求，通知对应的组件展示或者运行命令

apiserver相当于整个集群的大脑

2、kube-controller-manager：

运行管理控制器。是K8S集群中处理常规任务的后台线程。是集群中所有资源对象的自动化控制中心。一个资源对应一个控制器，controller-manager负责管理这些控制器

·node controller（节点控制器）：负责节点的发现以及节点故障的发现和响应

·replication controller（副本控制器）：控制关联pod的副本数，可以随时扩缩容

·endpoints controller（端点控制器）：监听service和对应pod的副本变化。端点就是一个服务暴露出的访问点。要访问这个服务，必须要知道他的endpoints。就是每个服务的IP地址+端口

·service account和roken controller（服务账户和令牌控制）：为命名空间创建默认账户和api访问令牌。访问不同的namespace命名空间

·resourcequota controller（资源控制器）：可以对命名空间的资源使用进行控制，也可以对pod的资源进行控制

·namespace controller（命名空间控制器）：管理命名空间的生命周期

·service controller（服务节点控制器）：K8S集群和外部的主机之间的接口控制器。

3、kube-scheduler：

资源调度组件，根据调度的算法为新创建的pod选择一个合适的node节点

可以理解为K8S的所有node节点的调度器，部署和调度node

预先策略：人工定制，指定node节点上部署

优先策略：有限制条件。根据调度算法选择一个合适的node，node节点的资源情况，node节点的资源控制的情况等等，选一个资源最富裕，负载最小的node来部署

4、ETCD组件：

是K8S的存储服务，etcd是分布式键值存储系统（key:value），存储K8S的关键配置和用户配置，先通过apiserver调用etcd当中的存储信息，然后再实施。在整个集群中，能对etcd存储进行读写权限的，只有apiserver

一般来说四大核心组件都部署在主节点上

二、node组件：

1、kubelet：

弄得节点的监视器，以及与master节点的通信器，也可以理解为master安装在node节点上的监控眼线。

kubelet会定时向api server汇报自己的node上运行服务的状态，api server会把节点状态保存在etcd存储中

能够接收来自master节点的调度命令。如果发现自己的状态和master节点的状态不一致，调用docker的接口，同步数据。

对接点上的生命周期进行管理，保证节点上的镜像不会占满磁盘空间，退出容器的资源，进行回收

2、kube-proxy：

实现每个node节点上pod的网络代理。负责节点上的网络规划和四层负载均衡工作。负责写入iptables（快淘汰了）、ipvs实现服务映射

kube-proxy：本身不直接给pod提供网络代理，proxy只是service资源的载体

访问：192.168.233.91:34943------10.299.96.10:80（proxy代理）------最后到每个集群nginx节点ip（负载均衡轮询）

kube-proxy：实际上代理的是pod的集群网络（虚拟网络）

K8S的每个node节点上都有一个kube-proxy组件

3、docker：

容器引擎，运行容器，负责本机的容器创建和管理

pod不是容器，是基于容器创建的pod

K8S要创建pod时，kube-scheduler调度到节点上（node节点），节点上的kubelet指示docker启动特定的容器。kubelet把容器的信息收集，发送给主节点。只需要在主节点发布指令，节点上的kubelet就会指示docker对容器进行拉取镜像、启动、停止容器

4、pod：

也是运行在节点上的。是K8S中创建部署的最小的也是最简单的基本单位，一个pod只代表集群上正在运行的进程。

同一个pod内每个容器就像是一颗颗豌豆子，pod就是豌豆

pod是由一个或多个容器组成，pod中的容器共享网络，存储和计算资源。可以部署在不同的docker主机上

一个pod里面可以运行多个容器，也可以是一个容器

在生产环境中，一般是单个容器或者具有关联关系的多个容器组成一个pod

容器是容器，pod是pod。pod是基于容器创建的

5、deployment：

无状态应用部署，作用就是管理和控制pod以及他的replicaset（副本数，表示运行几个容器）管控他的运行状态

6、replicaset：

保证pod的副本数据量，受控于deployment。

在K8S中部署服务，实际上就是pod，deployment部署的服务就是pod，replicaset就是来定义pod的容器数量

可以保证pod的不可重复性。在当前命名空间不能重复。不同命令空间名称可以重复

官方推荐使用deployment进行服务部署

7、daemonset：

确保所有节点运行同一类的pod

8、statefulset：

有状态应用部署。

9、job：

可以给pod中设置一个一次性任务，运行完即退出

10、cronjob：

一直在运行的周期性任务，默认就是cronjob

11、service：

在K8S集群中，创建一个pod之后，都会将其中运行的容器分配一个集群内的IP地址，由于业务的变更，容器可能会发生变化，IP地址也会发生变化，service的作用就是提供整个pod对外统一的IP地址（cluster-ip）

可以将service理解成一个网关（路由器），通过访问service就可以访问pod内部的容器集群

service能实现负载均衡和代理------kube-proxy------来实现负载均衡

service是K8S微服务的核心，屏蔽了服务的细节，统一的对外暴露的端口，真正实现了"微服务"

service的流量调度：userspace（用户空间，已经废弃了），iptables（即将废弃），ipvs（目前1.20都用ipvs来实现流量调度）

12、label：

标签，K8S的特色管理方式，分类管理资源对象

node pod service namespace

label标签可以用户自定义

lable选择器：等于，不等于，使用定义的标签名

13、ingress：

K8S集群对外暴露提供访问的接口

ingress在第七层属于应用层，七层代理，转发的是http请求，http/https。

service是四层转发，转发的是流量

https://www.test.com:80------>ingress------>service------pod------容器

14、namespace：

K8S上可以通过namespace命名空间的方式来实现资源隔离、项目隔离

通过namespace可以把集群划分为多个资源不可共享的虚拟集群组

不同命令空间里面的资源，名称可以重复