一般做网站销售提成,设计师接单渠道,网站建设和编程,郑州做手机网站目录
1. K8S概述
1.1 K8S是什么
1.2 作用
1.3 由来
1.4 含义
1.5 相关网站
2. 为什么要用K8S
3. K8S解决的问题
4. K8S的特性
5. Kubernetes集群架构与组件
6. 核心组件
6.1 Master组件
6.1.1 Kube-apiserver
6.1.2 Kube-controller-manager
6.1.3 kube-schedul…目录
1. K8S概述
1.1 K8S是什么
1.2 作用
1.3 由来
1.4 含义
1.5 相关网站
2. 为什么要用K8S
3. K8S解决的问题
4. K8S的特性
5. Kubernetes集群架构与组件
6. 核心组件
6.1 Master组件
6.1.1 Kube-apiserver
6.1.2 Kube-controller-manager
6.1.3 kube-scheduler
6.1.4 配置存储中心
6.2 Node组件
6.2.1 Kubelet
6.2.2 Kube-Proxy
6.2.3 docker或rocket
7. Kubernetes核心概念
7.1 Pod
7.2 Pod控制器
7.3 Label
7.4 Label选择器Label selector
7.5 Service
7.6 Ingress
7.7 Name
7.8 Namespace
8. kubernetes的工作流程 1. K8S概述
1.1 K8S是什么
K8S的全称为KubernetesK12345678S
1.2 作用
用于自动部署、扩展和管理“容器化containerized应用程序”的开源系统。可以理解成K8S是负责自动化运维管理多个容器化程序比如Docker的集群是一个生态极其丰富的容器编排框架工具。
1.3 由来
K8S由google的Borg系统博格系统google内部使用的大规模容器编排工具作为延用后经GO语言延用Borg的思路重写并捐献给 CNCF基金会 开源。
1.4 含义
词根源于希腊语的舵手、飞行员
1.5 相关网站
官网: https://kubernetes.io GitHub GitHub - kubernetes/kubernetes: Production-Grade Container Scheduling and Management
2. 为什么要用K8S
试想下传统的后端部署办法把程序包包括可执行二进制文件、配置文件等放到服务器上接着运行启动脚本把程序跑起来同时启动守护脚本定期检查程序运行状态、必要的话重新拉起程序。 设想一下如果服务的请求量上来已部署的服务响应不过来怎么办传统的做法往往是如果请求量、内存、CPU超过阈值做了告警运维人员马上再加几台服务器部署好服务之后接入负载均衡来分担已有服务的压力。 这样问题就出现了从监控告警到部署服务中间需要人力介入那么有没有案发自动完成服务的部署、更新、卸载和扩容、缩容呢 而这就是K8S要做的事情自动化运维管理容器化Docker程序。 K8S的目标是让部署容器化应用简单高效。
3. K8S解决的问题
K8S解决了裸跑Docker的若干痛点
● 单机使用无法有效集群
● 随着容器数量的上升管理成本攀升
● 没有有效的容灾、自愈机制
● 没有预设编排模板无法实现快速、大规模容器调度
● 没有统一的配置管理中心工具
● 没有容器生命周期的管理工具
● 没有图形化运维管理工具 K8S提供了容器编排资源调度弹性伸缩部署管理服务发现等一系列功能。 4. K8S的特性
● 弹性伸缩 使用命令、UI或者基于CPU使用情况自动快速扩容和缩容应用程序实例保证应用业务高峰并发时的高可用性业务低峰时回收资源以最小成本运行服务。
● 自我修复 在节点故障时重新启动失败的容器替换和重新部署保证预期的副本数量杀死健康检查失败的容器并且在未准备好之前不会处理客户端请求确保线上服务不中断
● 自动发布默认滚动发布模式和回滚 K8S采用滚动更新策略更新应用一次更新一个Pod而不是同时删除所有Pod如果更新过程中出现问题将回滚更改确保升级不影响业务。
● 集中化配置管理和密钥管理 管理机密数据和应用程序配置而不需要把敏感数据暴露在镜像里提高敏感数据安全性。并可以将一些常用的配置存储在K8S中方便应用程序使用。
● 存储编排支持外挂存储并对外挂存储资源进行编排 挂载外部存储系统无论是来自本地存储公有云如AWS还是网络存储如NFS、GlusterFS、Ceph都作为集群资源的一部分使用极大提高存储使用灵活性。
● 任务批处理运行 提供一次性任务定时任务满足批量数据处理和分析的场景
5. Kubernetes集群架构与组件 K8S是属于主从设备模型Master-Slave架构即有Master节点负责集群的调度、管理和运维Slave节点是集群中的运算工作负载节点。 在K8S中主节点一般被称为Master节点而从节点则被称为Worker Node节点每个Node都会被Master所在节点宕机或不可用那么所有的控制命令都将失效。除了Master在K8S集群中的其他机器被称为Worker Node节点当某个Node宕机时其上的工作负载会被Master自动转移到其他节点上去。
6. 核心组件
6.1 Master组件
6.1.1 Kube-apiserver
用于暴露kubernetes API任何资源请求或调用操作都是通过kube-apiserver提供的接口进行。以HTTP Restful API提供接口服务所有对象资源的增删改查和监听操作都交给API Server处理后再提交给Etcd存储。 可以理解成API Server是K8S的请求入口服务。API Server负责接收K8S所有请求来自UI界面或者CLI命令行工具然后根据用户的具体请求去通知其他组件干活。可以说API Server是K8S集群架构的大脑。
6.1.2 Kube-controller-manager
运行管理控制是K8S集群中处理常规任务的后台线程是K8S集群里所有资源对象的自动化控制中心。 在K8S集群中一个资源对应一个控制器而Controller manager就是负责管理这些控制器的。 由一系列控制器组成通过API Server监控整个集群的状态并确保集群处于预期的工作状态比如当某个Node意外宕机时Controller Manager会及时发现并执行自动化修复流程确保集群始终处于预期的工作状态。
控制器说明Node Controller节点控制器负责在节点出现故障时发现和响应Replication Controller副本控制器负责保证集群中一个RC资源对象Replication Controller所关联的Pod副本数始终保持预设值。可以理解成确保集群中有且仅有N个Pod实例N是RC中定义的Pod副本数量Endpoints Controller端点控制器填充端点对象即连接Services和Pods负责监听Service和对应的Pod副本的变化。可以理解端点是一个服务暴露出来的访问点如果需要访问一个服务暴露出来的访问点如果需要访问一个服务则必须知道它的endpointService Account Token Controllers服务账户和令牌控制器为新的命名空间创建默认账户和API访问令牌ResourceQuota Controller资源配额控制器确保指定的资源对象在任何时候都不会超量占用系统物理资源Namespace Controller命名空间控制器管理namespace的声明周期Service Controller服务控制器属于K8S集群与外部的云平台之间的一个接口控制器
6.1.3 kube-scheduler
是负责资源调度的进程根据调度算法为新创建的Pod选择一份合适的Node节点。 可以理解成K8S所有Node节点的调度器。当用于要部署服务时Scheduler会根据调度算法选择最合适的Node节点来部署Pod。
● 预算策略predicate
● 优选策略priorities API Server接收到请求创建一批PodAPI Server会让Controller-manager按照所预设的模板去创建PodController-manager会通过API Server去找Scheduler为新创建的Pod选择最适合的Node节点。比如运行这个Pod需要2C4G的资源Schedular会通过预算策略在所有Node节点中挑选最优的。Node节点中还剩多少资源是通过汇报给API Server存储在etcd里API Server会调用一个方法找到etcd里所有Node节点的剩余资源再对比Pod所需要的资源在所有Node节点中查找哪些Node节点符合要求。如果都符合预算策略就交给优选策略处理优选策略再通过CPU的负载、内存的剩余量等因素选择最合适的Node节点并把Pod调度到这个Node节点上运行。
6.1.4 配置存储中心
● etcd K8S的存储服务。etcd分布式键值存储系统存储了K8S的关键配置和用户配置K8S中仅API Server才具备读写权限其他组件必须通过API Server的接口才能读写数据。
6.2 Node组件
6.2.1 Kubelet
Node节点的监视器以及与Master节点的通讯器。Kubelet是Master节点安插在Node节点上的“眼线”它会定时向API Server汇报自己Node节点上运行的服务的状态并接受来自Master节点的指示采取调整措施。 从Master节点获取自己节点上Pod的期望状态比如运行什么容器、运行的副本数量、网络或者存储如何配置等直接跟容器引擎交互实现容器的生命周期管理如果自己节点上Pod的状态与期望状态不一致则调用对应的容器平台接口即docker的接口达到这个状态。 管理镜像和容器的清理工作保证节点上镜像不会占满磁盘空间退出的容器不会占用太多资源。 PSKubelet真是个苦逼老父亲又当爹又当妈一把屎一把尿把这些容器拉扯大还要给它们养老送终。。。。
6.2.2 Kube-Proxy
在每个Node节点上实现Pod网络代理是Kuberbetes Service资源的载体负责维护网络规划和四层负载均衡工作。负责写入规则至iptables、ipvs实现服务映射访问的。 Kube-Proxy本身不是直接给Pod提供网络Pod的网络是由Kubelet提供的Kube-Proxy实际上维护的是虚拟的Pod集群网络。 Kube-apiserver通过监控Kube-Proxy进行对Kubernets Service的更新和端点的维护。 在K8S集群中微服务的负载均衡是由Kube-Proxy是K8S集群内部的负载均衡器。它是一个分布式代理服务器在K8S的每个节点上都会运行一个Kube-proxy。
6.2.3 docker或rocket
容器引擎运行容器负责本机的容器创建和管理工作。
7. Kubernetes核心概念 Kubernetes包含多种类型的资源对象Pod、Lable、Service、Replication Controller等。 所有的资源对象都可以通过Kubernetes提供的Kubectl工具进行增删改查等操作并将其保存在etcd中持久化存储。Kubernetes其实是一个高度自动化的资源控制系统通过跟踪对比etcd存储里的资源期望状态与当前环境中的实际资源状态的差异来实现自动控制和自动纠错等高级功能。
7.1 Pod Pod是Kuberntes创建或部署的最小/最简单的基本单位一个Pod代表集群上正在运行的一个进程。 可以把Pod理解成豌豆荚而同一Pod内的每个容器是一个个豌豆。 一个Pod由一个或多个容器组成Pod中容器共享网络、存储和计算资源在同一台Docker主机上运行。 一个Pod里可以运行多个容器又叫边车SideCara模式。而在生产环境中一般都是单个容器或者具有强关联互补的多个容器组成一个Pod。 同一个Pod之间的容器可以通过localhost互相访问并且可以挂在Pod内的所有的数据卷但是不同的Pod之间的容器不能用localhost访问也不能挂载其他Pod的数据卷。
7.2 Pod控制器
Pod控制器是Pod启动的一种模板用来保证在K8S里启动的Pod应始终按照用户的预期运行副本数、生命周期、健康状态检查等。 K8S内提供了众多的Pod控制器常用的有以下几种 ● Deployment无状态应用部署。Deployment的作用就是管理和控制Pod和ReplicaSet管控它们运行在用户期望的状态中。
● Replicaset确保预期的Pod副本数量。ReplicaSet的作用就是管理和控制Pod管控他们好好干活。但是ReplicaSet受控于Deployment。
可以理解成Deployment就是总包工头主要负责监督底下的工人Pod干活确保每时每刻有用户要求数量的Pod在工作。如果一旦发现某个工人Pod不行了就赶紧新拉一个Pod过来替换它。而ReplicaSet就是总包工头手下的小包工头。
从K8S使用者角度来看用户会直接操作Deployment部署服务而当Deployment被部署的时候K8S会自动生成要求的ReplicaSet和Pod。用户只需要关心Deployment而不操心ReplicaSet。 资源对象Replication Controller是ReplicaSet的前身官方推荐用Deployment取代Replication Controller来部署服务。
● Daemonset确保所有节点运行同一类Pod保证每个节点上都有一个此类Pod运行通常用于实现系统级后台任务。
● Statefulset有状态应用部署
● Job一次性任务。根据用户的设置Job管理的Pod把任务成功完成就自动退出了。
● Cronjob周期性计划性任务
7.3 Label
标签是K8S特色的管理方式便于分类管理资源对象。
Label可以附加到各种资源对象上例如Node、Pod、Service、RC等用于关联对象、查询和帅选。 一个Label是一个key-value的键值对其中key与value由用户自己制定。
一个资源对象可以定义任意数量的Label同一个Label也可以被添加到任意数量的资源对象中也可以在对象创建后动态添加或者删除。
可以通过给指定的资源对象捆绑一个或多个不同的Label来实现多维度的资源分组管理功能。 与Label类似的还有Annotation注释。
区别在于有效的标签值必须为63个字符或更少并且必须为空或以字母数字字符[a-z0-9A-Z]开头和结尾中间可以包含横杠-、下划线_、点.和字母或数字。注释值则没有字符长度限制。
7.4 Label选择器Label selector
给某个资源对象定义一个Label就相当于给它打了一个标签随后可以通过标签选择器Label selector查询和筛选拥有某些Label的资源对象。 标签选择器目前有两种基于等值关系等于、不等于和基于集合关系属于、不属于、存在。
7.5 Service
在K8S的集群里虽然每个Pod会被分配一个单独的IP地址但由于Pod是有生命周期的它们可以被创建而且销毁之后不会再启动随时可能会因为业务的变更导致这个IP地址也会随着Pod的销毁而消失。 Service就是用来解决这个问题的核心概念。
K8S中的Service并不是我们常说的“服务”的含义而更像是网关层可以看做一组提供相同服务的Pod的对外访问机接口、流量均衡器。
Service作用于哪些Pod是通过标签选择器来定义的。
在K8S集群中Service可以看做一组提供相同服务的Pod的对外访问接口。客户端需要访问的服务就是Service对象。每个Service都有一个固定的虚拟IP这个IP也被称为Cluster IP自动并且动态地绑定后端的Pod所有的网络请求直接访问Service的虚拟IPService会自动向后端做转发。
Service除了提供稳定的对外访问方式之外还能起到负载均衡Load Balance的功能自动把请求流量分不到后端所有的服务上Service可以做到对客户透明地进行水平扩展scale。 而实现service这一功能的关键就是kube-proxy。kube-proxy运行在每个节点上监听API Server中服务对象的变化可通过以下三种流量调度模式userspace废弃、iptables濒临废弃、ipvs推荐性能最好来实现网络的转发。
Service是K8S服务的核心屏蔽了服务细节统一对外暴露服务接口真正做到了“微服务”。比如我们的一个服务A部署了3个副本也就是3个Pod对于用户来说只需要关注一个Service的入口就可以而不需要操心究竟也应该请求哪一个Pod。
优势非常明显一方面外部用户不需要感知因为Pod上服务的意外崩溃、K8S重新拉起Pod而造成的IP变更外部用户也不需要感知因升级、变更服务带来的Pod替换而造成的IP变化。
7.6 Ingress Service主要负责K8S集群内部的网络拓扑那么集群外部怎么访问集群内部呢这个时候就需要Ingress了。Ingress是整个K8S集群的接入层负责集群内外通讯。
Ingress是K8S集群里工作在OSI网络参考模型下第7层的应用对外暴露的接口典型的访问方式是http/https。
Service只能进行第四层的流量调度表现形式是ipport。Ingress则可以调度不同业务域、不同URL访问路径的业务流量。
比如客户端请求http://www.test.com:port -- Ingress -- Service -- Pod
7.7 Name
由于K8S内部使用“资源”来定义每一种逻辑概念功能所以每种“资源”都应该有自己的“名称”。 “资源”有api版本apiversion、类别kind、元数据metadata、定义清单spec、状态status等配置信息。
“名称”通常定义在“资源”的“元数据”信息里。在同一个namespace空间中必须是唯一的。
7.8 Namespace
随着项目增多、人员增加、集群规模的扩大需要一种能够逻辑上隔离K8S内各种“资源”的方法这就是Namespace。
Namespace是为了把一个K8S集群划分为若干个资源不可共享的虚拟集群组而诞生的。
不同Namespace内的“资源”名称可以相同相同Namespace内的各种“资源”“名称”不能相同。 合理的使用K8S的Namespace可以使得集群管理员能够更好的对交付到K8S里的服务进行分类管理和浏览。 K8S里默认存在的Namespace有default、kube-system、kube-public等。
查询K8S里特定“资源”要带上相应的Namespace。
8. kubernetes的工作流程 k8s有两种模块master 模块和worker-node 模块。
master 节点包括apiserver、scheduler、controller-manager以及ETCD可独立部署node节点包括 kubelet、kube-proxy、容器引擎docker/rocket等 用户通过客户端发送请求给集群的唯一入口 API Server API
Server 先将用户的请求信息写入到 etcd存储中。再去找Controller manager 创建对应的pod Controller Manager通过API Server 去读取etcd 里的用户请求信息根据请求去创建预设的模板如什么镜像多少实例健康检查等将模板写入到etcd中在根据模板创建pod Controller Manager 通过 API Server 去找到Scheduler调度pod为新创建的Pod选择node节点 Scheduler 通过API Server 再etcd 存储中读取node节点的资源信息信息由kubele发送到master的通过预算策略和优选策略从node节点中挑选最优的并把pod调度到这个节点运行。 预算策略将所有node节点的剩余资源和pod所需的资源对比找出符合pod资源需求的node节点 优选策略预算策略筛选后的node节点被交给优选策略。通过cpu负载内存剩余等因素找出最合适的node节点。把pod调度到这个节点运行 Scheduler 确定了调度的节点后通过API Server 去找到对应node节点上的kublet由kublet 调动容器引擎创建pod kublet 不仅和容器引擎交互实现容器的生命周期管理。还监控node节点上的资源信息pod状态。将这些汇报给API Server 存储到etcd中。 kube-proxy创建网络规则制定转发规则。创建service作为负载均衡的访问入口cluster-ip、nodeport等)把用户的请求通过负载均衡转发到关联的pod上从而发布pod里的业务
