官网:kubernetes
K8s的产生是可以对多个容器资源进行批量管理
k8s的由来:
因为kubernetes单词头部k、尾部s、中间则是有八个数字组成,因简称而叫k8s
一、应用部署方式演变
1、传统部署:互联网早期,会直接将应用程序部署在物理机上
- 优点:简单,不需要其他技术的参与
- 缺点:不能为应用程序定义资源使用边界,很难合理地分配计算资源,而且程序之间容器产生影响
2、虚拟化部署:可以在一台物理机上运行多个虚拟机,每个虚拟机都是独立的一个环境(类似于使用vmware上搭建多台操作系统)
- 优点:程序环境不会相互产生影响,提供了一定程度的安全性
- 缺点: 增加了操作系统,浪费了部分资源
3、容器化部署:与虚拟化类似,但是共享了操作系统
- 优点:可以保证每个容器拥有自己的文件系统、CPU、内存、进程空间等。 运行应用程序所需要的资源都被容器包装,并和底层基础架构解耦。
- 容器化的应用程序可以跨云服务商、跨Linux操作系统发行版进行部署。 共享宿主机的硬件资源,减化了底层的基础服务,可直接拉取容器资源
缺点问题:
平时普通的docker容器化部署方式给带来很多便利,但是也会出现一些问题,比如说:
(1)一个容器故障停机了,怎么样让另外一个容器立刻启动去替补停机的容器
(2)当并发访问量变大的时候,怎么样做到横向扩展容器数量?
这些容器管理的问题统称为容器编排问题
,为了解决这些容器编排问题,就产生了一些容器编排的软件:
Swarm
:docker自己的容器编排工具
Mesos:
apache的一个资源统一管控的工具,需要和marathon结合使用
Kubernetes:
google开源的容器编排工具
二、kubernetes简介
Kubernetes,是一个全新的基于容器技术的分布式架构领先方案,是谷歌严格保密十几年的秘密武器—Borg系统的一个开源版本,于2014年9月发布第一个版本,2015年7月发布第二个正式版本。
Kubernetes的本质是一组服务器集群
,它可以在集群的每个节点上运行特定的程序
,来对节点中的容器进行管理。目的是实现资源管理的自动化
,主要提供了如下的主要功能:
- 自我修复:一旦某个容器崩溃,能够在1秒中左右迅速启动新的容器
- 弹性伸缩:可以根据需要,自动对集群中正在运行的容器数量进行调整。
- 服务发现:服务可以通过自动发现的形式找到它所依赖的服务
- 负载均衡:如果一个服务启动了
多个容器
,能够自动实现请求的负载均衡
- 版本回退:如果发现新发布的程序版本问题,可以立即回
退到原来的版本
- 存储编排:可以根据容器自身的需求
自动创建存储卷
三、kubernetes组件
一个kubernetes集群主要是由控制节点(master)、工作节点(node)构成,每个节点上都会安装不同的组件。
k8s运行工作任务:
- Master:集群的控制平面,负责集群的决策(主节点管理)
- Apiserver:
资源操作的唯一入口
(主与备之间连接的必备),接收用户输入的命令,提供认证、授权、API注册和发现等机制
。 - Scheduler:
负责集群资源调度
,按照预定的调度策略将pod调度到相应的node节点上。 - ControllerManager:负责维护集群的状态,比如程序部署安排、故障检测、自动扩展、滚动更新等。
- Etcd:
负责存储集群中各种资源
对象的信息。 - Node:集群的数据平面,负责为容器提供运行环境(负责运行)
- Kubelet:负责维护容器的生命周期,即通过控制docker来创建、更新、销毁容器
- Docker:负责节点上容器的各种操作
下面以部署一个nginx服务来说明kubernetes系统各个组件的调用关系:
1、首先要明确,一旦kubernetes环境启动之后
,master和node都会向自身的信息存储导etcd数据库中
2、一个nginx服务的安装请求
会首先被发送导master节点的apiserver组件(资源连接口)
3、Apiserver组件会调用scheduler组件(资源调度器)
来决定到底应该把这个服务安装导哪个node节点上
4、Apiserver调用controller-manager
去调度node节点安装nginx服务
5、Kubelet(容器任务管理)接收导指令后,会通知docker,然后由docker来启动一个nginx的pod,pod是kubernetes的最小操作单元,容器必须跑在pod中
一个nginx服务就运行了,如果需要访问nginx,就需要通过kube-proxy来对pod产生访问的代理,这样外界用户就可以访问集群中的nginx服务了。
四、kubernetes概念
- Master:集群控制节点,每个集群需要至少一个master节点负责集群的管控
- Node:工作负载节点,由master分配容器到这些node工作节点上,然后node节点上的docker负责容器的运行
- Pod:kubernetes的最小控制单元,容器都是运行在pod中的,一个pod中可以有1个或者多个容器
- Controller:控制器,通过它来实现对pod的管理,比如启动pod、停止pod、伸缩pod的数量等等
- Service:pod对外服务的统一入口,下面可以维护者同一类的多个pod
- Label:标签,用于对pod进行分类,同一类pod会拥有相同的标签 Namespace:命名空间,用来隔离pod的运行环境