kubernetes - 基础(1)

kubernetes中的基本概念

Master

k8s架构图

Master节点上运行etcd，API Server，Controller Manager，Scheduler四个组件。后三个组件构成了k8s的总控中心，负责对所有的资源进行管控和调度。etcd是高可用的key/value存储系统，用来持久化集群中所有的资源对象，包括集群中的Node，Service，Pod，RC，Namespace等，

Node

Node(节点)是k8s集群中的工作节点，可以是一台物理主机，也可以是一台虚拟机(ＶＭ)。在Node上运行的服务进程有kubelet, kube-proxy和docker daemon。

Ｎode运行状态: Pending, Running, Terminated

相关命令: kubectl get node, kubectl describe node

Pod

Pod是k8s中最基本的操作单元，其中包括了一个或多个docker container。由于docker container 之间通信必须通过link的方式，因此k8s在docker container的基础上封装了一层为Pod。

Pod将多个docker container组合在一个虚拟的"主机"中，并且共享了一组资源: PID命名空间，网络命名空间， IPC命名空间，UTS命名空间，Volumes(共享存储卷)。

Pod中的不同应用程序可以看到其他应用程序的进程ID，多个容器之间能够访问同一IP和端口范围，并且拥有同一主机名，可以访问Pod级别定义的Volumes。

相关命令: kubectl get pod, kubectl describe pod

Service

在k8s中，每个Pod都会被分配一个单独的IP地址，但是这些IP地址会随着Pod的销毁而消失，而Pod也是处在动态的变化之中。那么一组Pod组成的集群提供的服务，又如何来访问呢？

k8s就是使用Service来解决这个问题。一个Service可以看做是一组提供相同服务的Pod的对外接口，而Service作用于哪些Pod是通过Service上配置的Label Selector来定义的。也就是说这个Service是定义了某个Label或者某些Label的Pod的对外借接口。

Pod的IP地址是docker daemon根据docker0网桥的IP地址段来进行分配的。但是Service的Cluster IP地址是k8s系统中的虚拟IP地址，又k8s动态分配。Service的Cluster IP地址相对于Pod的IP地址来说相对稳定，Service被创建时即被分配一个IP地址，在销毁该Service之前，这个IP地址都不会变化。而Pod在k8s集群中生命周期较短，可能会被ReplicationController销毁，再次创建，新创建的Pod将会被docker daemon分配一个新的IP地址。

由于Service对象在Cluster IP地址段中分配到的IP只能在k8s系统中内部访问到，因此其他Pod都可以无障碍的访问到它，但是如果这个Service对象作为前端服务，准备为集群外的客户端提供服务，我们就需要给这个服务提供公共IP了。

k8s支持两中type定义: NodePort和LoadBalancer。

NodePort: k8s中在集群中的每个Node上打开一个主机上的真实端口号，这样能够访问Node的客户端就能通过这个端口号来访问内部的Service了。
LoadBalancer: 需要云服务商支持外接负载均衡器。对Service的访问请求将会通过LoadBalacer转发到后端Pod上去。

相关命令: kubectl get service, kubectl describe service, minikube service xxx_service --url

Replication Controller(RC)

RC用于定义Pod副本的数量。在Master内，Controller Manager进程通过RC的定义来完成Pod的创建，监控，启动和停止。根据RC的定义，k8s确保在任意时刻都能运行用户制定的Pod副本(Replica)的数量，如果又过多的Pod副本在运行，k8s系统就会停掉一些Pod；如果运行的Pod副本数量太少，系统就会再启动一些Pod。总之，通过RC的定义，k8s总会保证集群中运行用户期望的Pod副本数量。

相关命令: kubectl get rc, kubectl describe rc

Deployment

Deployment为Pod和ReplicaSet提供一个声明式定义，用来替代ReplicationController来方便的管理应用。有以下情景：

使用Deployment来创建ReplicaSet。ReplicaSet在后台创建Pod。检查启动状态,
看它是成功还是失败。
然后, 通过更新Deployment的PodTemplateSpec字段来声明Pod的新状态。这会创建一个新的ReplicaSet, Deployment会按照控制的速率将pod从旧的ReplicaSet移
动到新的ReplicaSet中。
如果当前状态不稳定,回滚到之前的Deployment revision。每次回滚都会更新Deployment的revision。
扩容Deployment以满足更高的负载。
暂停Deployment来应用PodTemplateSpec的多个修复,然后恢复上线。
根据Deployment 的状态判断上线是否hang住了。
清除旧的不必要的ReplicaSet。
相关命令: kubectl get deployment, kubectl describe deployment

Label

Label是k8s系统中的核心概念。以key/value键值对的形式附加到如Pod，Service，RC，Node等对象上，从而通过Label Selector来对对象进行管理和选择，类似于CSS中的class属性，

Label Selector

见Label的分析。

Namespace

Namespace是k8s将系统内部的对象分属到不同的组中，形成逻辑上分组的不同项目，小组或者用户组，便于不同的分组在共享使用整个集群的资源的同时还能被分别管理。
相关命令: kubectl get namespaces, kubectl get pods --namespace=development