Kubernetes 是最流行的開源容器編排解決方案。

開始使用 Kubernetes并不容易。

本文將幫助您了解 Kubernetes 的一些最重要的概念。

1.為什么我們需要容器編排？

大多數企業都在采用微服務架構。

微服務提供了創新的靈活性。

然而，微服務并不是免費的。我們沒有部署幾個應用程序，而是部署了數百個微服務。這導致復雜性增加。

容器可以幫助簡化您的部署和可觀察性挑戰。但是，在管理基礎架構和部署方面仍然存在挑戰。示例：我想要 10 個微服務 A 容器實例，15 個微服務 B 容器實例，......等等多個微服務。此外，我的微服務還需要一些其他功能。一些典型特征包括：

• Auto Scaling- 根據需求擴展容器
• 服務發現- 幫助微服務找到另一個
• 負載均衡器- 在微服務的多個實例之間分配負載
• 自我修復- 進行健康檢查并替換失敗的實例
• 零停機部署- 無需停機即可發布新版本

2.什么是容器編排？

容器編排解決方案提供了微服務架構所需的大部分技術特性。您將能夠創建一個包含多個 VM 實例的集群并將微服務部署到該集群。容器編排解決方案將管理集群和部署。

3.什么是 Kubernetes？

有許多容器編排平臺：Docker Swarm、Mesosphere 和 Kubernetes 等。在過去的幾年里，Kubernetes 已經成為容器編排領域的贏家。

4.什么是最重要的 Kubernetes 概念？

假設您想使用 Kubernetes 建立一個微服務架構。以下是工作流程的樣子：

• 第 1 步：創建具有多個節點（或虛擬機）的容器編排的 Kubernetes 集群
• 第 2 步：部署和配置您的第一個微服務
• 第 3 步：部署和配置您的第二個微服務

現在讓我們深入研究其中的每一個。

4.1 什么是集群？

集群是一組虛擬機。在集群中，有兩種類型的節點：

• 主節點- 管理集群。您將所有部署指令發送到主節點。
• 工作節點- 所有微服務都在工作節點上運行。

以下是一些重要的主節點（控制平面）組件：

• API Server- 處理 K8S 集群的所有通信（來自節點和外部）
• 調度程序- 決定 pod 的位置
• 控制管理中心- 管理部署和副本集
• etcd- 存儲集群狀態的分布式數據庫

工作節點的工作是運行您的微服務。此外，一個名為 Kubelet 的 Kubernetes 組件在每個 pod 上運行。Kubelet 使工作節點能夠與主節點通信。

4.2 讓我們部署一個微服務

假設我要部署微服務 A 的 V1 的 5 個實例。發出創建部署并為其設置多個實例的命令類似于您在下面看到的：

**create deployment** hello-world-rest-api --image=in28min/hello-world-rest-api:0.0.1.RELEASE
scale deployment hello-world-rest-api --replicas=5

這會將具有 5 個實例的微服務 A 的 v1 部署到 Kubernetes 集群。

在內部，Kubernetes 將創建

• 部署
• 一個 ReplicaSet 和
• 5個豆莢

為什么 Kubernetes 會這樣做？

讓我們深入挖掘。

4.3 什么是 Pod？

Pod 是 Kubernetes 中最小的可部署單元。一個 pod 代表你的微服務的一個實例。每個 Pod 都分配有一個臨時IP 地址。

如果我在 Kubernetes 集群中運行 10 個微服務 A 實例和 12 個微服務 B 實例，那么我總共將運行 10 + 12 = 22 個 Pod。

4.4 什么是ReplicaSet？

我們將具有 5 個實例的微服務 A 部署到 Kubernetes 集群。這意味著您有 5 個 pod 正在運行。假設你殺死了一個豆莢。Kubernetes 會自動識別這一點并創建一個替換 pod。Kubernetes 監控您的 pod 的健康狀況并替換不健康的 pod。Kubernetes 如何做到這一點？

這是 ReplicaSet 的工作。

ReplicaSet 確保指定數量的 pod 始終在運行。在上面的例子中，一個 ReplicaSet 確保了微服務 A 的 5 個實例始終在運行。

4.5 什么是部署？

如果一個 ReplicaSet 保證了特定數量的 pod，那么 Deployment 的作用是什么？

部署可確保您在發布微服務的新版本時具有靈活性。

部署代表微服務的所有版本。

目前，我們只有一個版本的微服務。但是，您可以部署新版本。比方說，我想在不停機的情況下部署微服務 V2。

這就是部署的工作。

當您部署現有微服務的新版本時，部署將為微服務 A 的 V2 創建一個新的 ReplicaSet。

你將會有：

• 一個部署代表微服務 A
• 微服務A V1的一個ReplicaSet
• 微服務 A V2 的一個 ReplicaSet

部署英國

4.6 快速回顧 - 部署與副本集

kubectl create deployment microservice1 --image=microservice1:v1?

為每個微服務創建一個部署。Deployment 代表一個微服務（及其所有版本）。部署管理新版本，確保零停機時間。

副本集確保為特定微服務版本運行特定數量的 pod 。即使其中一個 pod 被殺死，副本集也會啟動一個新的。

kubectl set image deployment microservice1 microservice1=microservice1:v2?

當你部署一個 V2 的微服務時，會創建一個新的 ReplicaSet（V2 ReplicaSet）。

部署根據配置的發布策略更新 V1 副本集和 V2 副本集。

4.7 什么是服務？

在 Kubernetes 中，每個 Pod 都有自己的 IP 地址。在以下情況下，您如何確保外部用戶不受影響：

• 吊艙出現故障并被替換或
• 部署了新版本的微服務，并且舊版本的所有現有 Pod 都被新版本的 Pod 替換

解決方案：創建一個服務。

expose deployment name --type=LoadBalancer --port=80?

服務使用穩定的 IP 地址將您的部署暴露給外部世界。這可確保您的用戶不會在 pod 上下移動時受到影響。

服務分為三類：

• ClusterIP：在集群內部 IP 上公開服務。用例：您希望您的微服務僅在集群內部可用（集群內通信）。
• LoadBalancer：使用云提供商的負載均衡器向外部公開服務。用例：您想為每個微服務創建單獨的負載均衡器。
• NodePort：在每個節點的 IP 上的靜態端口（NodePort）上公開服務。用例：您不想為每個微服務創建一個外部負載均衡器（您可以創建一個 Ingress 組件來對多個微服務進行負載均衡）。

5.接下來的步驟

• 嘗試 Kubernetes 游樂場
• 在其中一個云平臺中創建一個 Kubernetes 集群并使用它（GKE 有一個免費層。您可以嘗試 AKS 和 EKS，但它們目前還不是免費層的一部分?。?。