Kebernetes系列一Kebernetes簡介

在很多同仁了解和調研Kubernetes時，認為它是一套非常復雜的系統，各種抽象概念以及復雜的安裝過程，學習和使用成本高，排除故障難度大，在有完善的開發、測試、生產環境發布流程和平臺時，使用Kubernetes反而增加運維負擔，如不能及時排除故障提升業務的故障率，本人在此對Kubernetes做一下簡介、Kubernetes安裝、dockerfile和deployment demo。

Kubernetes是一個十分強大的容器編排系統。它通過管理控制、高效的任務包裝、超售、和進程級別性能隔離實現了高利用率。它支持高可用性應用程序與運行時功能，最大限度地減少故障恢復時間，減少相關故障概率的調度策略。目的是實現資源管理的自動化以及跨多個數據中心的資源利用率最大化。它是Google開源的一個容器編排引擎，它支持自動化部署、大規模可伸縮、應用容器化管理。

在Kubernetes中，我們可以創建多個容器，每個容器里面運行一個應用實例，然后通過內置的負載均衡策略，實現對這一組應用實例的管理、發現、訪問，而這些細節都不需要運維人員去進行復雜的手工配置和處理。

Kubernetes 主要功能包括：

• 基于容器的應用部署、維護和滾動升級
• 負載均衡和服務發現
• 跨機器和跨地區的集群調度
• 自動伸縮,隨時擴展或收縮容器規模
• 無狀態服務和有狀態服務
• 一次打包多地部署
• 廣泛的 Volume 支持
• 支持公有云，私有云，混合云，多重云(multi-cloud)
• 提供容器彈性，如果容器失效就替換它，等等...

Kubernetes架構圖：  

Kubernetes核心組件

Kubernetes 主要由以下幾個核心組件組成：

• etcd 提供監聽watch機制，監聽和推送變更，鍵值發生變化時會通知到API Server，保存了整個集群的狀態;
• 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，結果狀態持久存儲于etcd中，API Server是整個集群的網關;
• 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;
• 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;
• kubelet 負責維護容器的生命周期，同時也負責 Volume(CVI)和網絡(CNI)的管理;
• kube-proxy 負責為Service 提供 cluster 內部的服務發現和負載均衡

資源抽象

• Pod

為最小調度單元，同一Pod中容器共享網絡名稱空間和存儲資源，由回環口lo直接通信

• 資源標簽

Label是將資源進行分類的標識符，是key/values數據，為指定對象提供辨識性屬性

• 標簽選擇器

Selector根據Label來過濾符合條件的資源對象，使用標簽對資源對象進行分類，使用標簽選擇器挑選出它們

• Pod管制器

通常不直接部署及管理Pod，而是借助控制器Controller進行管理包括 ReplicationController、ReplicaSet、Deployment、StatefulSet、Job等

• 服務資源Service

Service是Pod上的資源抽像，將標簽選擇器選定的一組Pod定義統一固定訪問入口(IP及DNS名稱)，到達Service的請求將負載均衡到后端的各Pod，Service也可將集群外部流量引入到集群中

• 存儲卷

Volume分為臨時卷、本地卷和網絡卷，臨時卷和本地卷位于Node本地，常用于數據緩存。

• Namespace

Namespace 是對一組資源和對象的抽象集合，比如可以用來將系統內部的對象劃分為不同的項目組或用戶組。常見的 pods, services,deployments 等都是屬于某一個 namespace 的(默認是default)。