Kubernetes笔记(1)Kubernetes入门

Kubernetes入门

  • 一、容器技术
  • 二、Kubernetes介绍
    • [1. Kubernetes核心资源](#1. Kubernetes核心资源)
    • [2. Kubernetes集群架构](#2. Kubernetes集群架构)
      • [2.1 Master](#2.1 Master)
      • [2.2 Node](#2.2 Node)

一、容器技术

随着技术发展,应用程序的部署经历了从物理机到虚拟机,再到容器的转变。

  • 物理机:物理机会运行多个程序,当一个程序占用大量资源时,会影响其他程序的性能和稳定性。
  • 虚拟机:物理机上可运行过个虚拟机,每个虚拟机有独立的操作系统和硬件资源,虚拟机之间完全隔离。不过虚拟机不够轻量级,还是太重了,而且一般镜像文件都很大,迁移不方便。
  • 容器:容器与宿主机共享内核,所以更加轻量级。容器的环境一致性和可移植性也更好些。最常用的容器技术是Docker,学习Kubernetes之前,一定先把常用的Docker命令学习实践下。

二、Kubernetes介绍

Docker非常适合单机管理多个容器,但生产环境中,为了高可用性和高并发,一个程序通常部署多个实例。在这种环境下,用Kubernetes更加合适,它提供了自动上线和回滚、容器自我修复、水平扩展、存储编排和配置管理等功能。

1. Kubernetes核心资源

Kubernetes中的基础概念和术语大多围绕资源来说的,它的资源类型很多,要入门需要先学习常见的资源:

  • Pod(容器组):Kubernetes中最小的部署单元,它可以包含一个或多个容器,它们之间可以共享网络和存储资源。每个节点的Pod数量不要超过110个。
  • Deployment(工作负载-部署):管理无状态应用程序的部署(如前端应用、API服务),Pod名称随机,重启后Pod名称会改变,Pod之间可互换。支持Pod多副本、滚动更新、副本数扩缩和回滚等功能,无顺序要求。
  • StatefulSet(工作负载-有状态集):管理有状态应用程序的部署(如 MySQL、Redis、Kafka),每个Pod有唯一标识(Pod名称有序,重启后Pod名称不变)、稳定的网络标识和独立的存储,并且是按照顺序创建、更新和删除Pod。
  • Service(服务):定义一组Pod访问方式、通过负载均衡将请求转发到这些Pod上。
  • Namespace (命名空间):用于将集群资源划分为不同的逻辑组,提供资源隔离和多租户支持。
  • 存储和配置相关:如PersistentVolume 、PersistentVolumeClaim 、Secret和ConfigMap。

Kubernetes中资源包括几个公共属性:版本(Version)、类别(Kind)、名称(Name)、标签、注解。

我们可以用YAML或JSON格式声明一个资源对象,每个资源对象都有自己特定的结构定义,比如Pod和Service的YAML文件的格式是不同的。定义好的资源对象会保存在etcd这非关系型数据库中,以便快速读写。

2. Kubernetes集群架构

K8s集群(Cluster)是由Master和Node组成的。

2.1 Master

Master节点负责管理和控制整个集群,相当于集群的大脑,在每个K8s集群中都需要一个或一组Master。在Master上运行一下关键进程:

  • kube-apiserver:提供RESTful API接口,是对资源进行增删改查的唯一入口,也是集群控制的入口
  • kube-controller-manager:所有资源对象的自动化控制中心,相当于"大总管"
  • kube-scheduler:负责资源调度(Pod调度)

2.2 Node

Node是工作节点,是真正干活的打工人。Master会把工作负载分配给Node,当某个Node宕机,其上的工作负载会被Master转移到其他Node上。在每个Node上运行着以下关键进程:

  • kubelet:负责Pod对应容器的创建、启停等任务,听Mater的指挥,实现集群管理的基本功能
  • kube-proxy:实现K8sService通信与负载均衡机制
  • 容器运行时(如Docker、Containerd):负责本机容器的创建和管理

Node可以在运行期间被动态添加到集群中,默认情况下,Node的kubelet会向Master注册自己,并定时向Master汇报自己情况(如CPU、内存使用)。如果超过指定时间不上报,会被Master判断为失联,Node状态标记为NotReady。

bash 复制代码
查看集群有多少节点
kubectl get nodes

查看某个Node的信息
kubectl describe node <node_name>
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