Kubernetes 核心概念

Kubernetes [ koo-ber-nay'-tace ]
源于希腊语,词意为航海大师,缩写为 k8s, 8代表除了首尾 ks 之外中间还有8个字母。

Master

k8s 集群主节点,运行四个模块:

  • apiserver 对外提供 Kubernetes REST API,是系统管理指令的统一入口,任何资源的 CURD 都要交给 apiserver 处理后再交给 etcd。kubectl 命令行内部就是对 kubernetes REST API 调用,是直接和 apiserver 交互的。
  • schedule 负责调度 pod 到合适的 node 上,Kubernetes 提供了默认的调度算法,也保留了自定义算法的接口。
  • controller manager 每个资源一般对应有一个控制器, 而 controller manager 负责管理这些控制器,比如:apiserver 创建完成一个 pod 后,apiserver 的工作就完成了,保证 pod 的状态始终跟我们的预期一致就是 controller manager 的工作。
  • etcd 一个高可用的键值存储系统,Kubernetes 使用 etcd 来存储所有资源的状态,从而实现 Restful 的 API。

Node

每个 Node 节点主要由三个模块组成。

  • kubelet
  • kube-proxy 实现服务发现和反向代理功能,服务发现:kube-proxy 使用 etcd 的 watch 机制,监控集群中的 service 和 endpoint 对象数据的状态变化,并维护一个 service 到 endpoint 的映射关系,从而保证了后端 pod 的 IP 变化不会对访问者造成影响,另外 kube-proxy 还支持 session affinity。反向代理:kube-proxy 支持 TCP 和 UDP 的连接转发,默认基于 Round Robin 算法将客户端流量转发到与 service 对应的一组后端 pod 上。
  • runtime 容器运行环境,目前支持 docker 和 rkt。

Pod

是 k8s 的基本操作单元,也是应用运行的载体,整个的 k8s 系统都是围绕 pod 展开的,比如:如何部署运行 pod,如何保证 pod 的数量,如何访问 pod, 同时 pod 是一个或多个相关容器的集合,提供了一种容器组合的模型,这个也是 k8s 创新之处。

在 docker 中,容器是最小的处理单元,CURD 的对象是容器,容器之间是隔离的,隔离是基于 Linux Namespace 实现的。而在 Kubernetes 中,pod 包含一个或者多个相关的容器,pod 可以认为是容器的一种延伸扩展,一个 pod 也是一个隔离体,而 pod 内部包含的一组容器又是共享的(包括 PID、Network、IPC、UTS)。除此之外,pod 中的容器可以访问共同的数据卷来实现文件系统的共享。

基本操作 (k = kubectl):

  • create k create -f podName.yaml
  • get k get pods k get pod podName k describ pod podName
  • delete k delete pod podName
  • update k replace podName.yaml

PV (Persistent Volumes)

k8s 是容器编排平台,容器的运行本身不具备持久化能力,需要挂载外部存储资源才能保存状态和数据信息,目前支持 HostPath、GCE Persistent Disk、AWS Elastic Block Store、NFS、iSCSI、GlusterFS、RBD 等。

  • HostPath 将容器宿主机上的文件系统挂在到 Pod 上,一般用于单几点测试开发使用,因为不在该宿主机上的 POD 无法访问到该类型的数据卷
  • EmptyDir 如果Pod配置了 EmpyDir 数据卷,在 Pod 的生命周期内都会存在,当 Pod 被分配到
    Node 上的时候,会在 Node 上创建 EmptyDir 数据卷,并挂载到 Pod 的容器中。只要 Pod 存在, EmpyDir 数据卷都会存在(容器删除不会导致 EmpyDir 数据卷丟失数据),但是如果 Pod 的生命周期终结(Pod 被删除),EmpyDir 数据卷也会被删除,并且永久丢失。EmpyDir 数据卷非常适合实现 Pod 中容器的文件共享。Pod 的设计提供了一个很好的容器组合的模型,容器之间各司其职,通过共享文件目录来完成交互,比如可以通过一个专职日志收集容器,在每个 Pod 中和业务容器中进行组合,来完成日志的收集和汇总。
  • 网络数据卷 k8s 提供了很多类型的数据卷以集成第三方的存储系统,包括一些非常流行的分布式文件系统,也有在 IaaS 平台上提供的存储支持,这些存储系统都是分布式的,通过网络共享文件系统,因此我们称这一类数据卷为网络数据卷。网络数据卷能够满足数据的持久化需求,Pod 通过配置使用网络数据卷,每次 Pod 创建的时候都会将存储系统的远端文件目录挂载到容器中,数据卷中的数据将被水久保存,即使 Pod 被删除,只是除去挂载数据卷,数据卷中的数据仍然保存在存储系统中,且当新的 Pod 被创建的时候,仍是挂载同样的数据卷。网络数据卷包含以下几种:NFS、iSCISI、GlusterFS、RBD(Ceph Block Device)、Flocker、AWS Elastic Block Store、GCE Persistent Disk.

PVC (Persistent Volumes Claim)

理解每个存储系统是一件复杂的事情,特别是对于普通用户来说,有时候并不需要关心各种存储实现,只希望能够安全可靠地存储数据。Kubernetes 中提供了 Persistent Volume 和Persistent Volume Claim 机制,这是存储消费模式。Persistent Volume 是由系统管理员配置创建的一个数据卷,它代表了某一类存储插件实现,而对于普通用户来说,通过 Persistent Volume Claim 可请求并获得合适的 Persistent Volume,而无须感知后端的存储实现。Persistent Volume 和 Persistent Volume Claim 的关系其实类似于 Pod 和 Node,Pod 消费 Node 资源,Persistent Volume Claim 则消费 Persistent Volume 资源。Persistent Volume 和 Persistent Volume Claim 相互关联,有着完整的生命周期管理:

  • 准备 系统管理员规划或创建一批 Persistent Volume;
  • 绑定 用户通过创建 Persistent Volume Claim 来声明存储请求,k8s 发现有存储请求的时候,就去查找符合条件的 Persistent Volume(最小满足策略)。找到合适的就绑定上,找不到就一直处于等待状态;
  • 使用 创建 Pod 的时候使用 Persistent Volume Claim;
  • 释放 当用户删除绑定在 Persistent Volume 上的 Persistent Volume Claim 时,Persistent Volume 进入释放状态,此时 Persistent Volume 中还残留着上一个 Persistent Volume Claim 的数据,状态还不可用;
  • 回收 释放的 Persistent Volume 需要回收才能再次使用。回收策略可以是人工的也可以是 k8s 自动进行清理(仅支持NFS和HostPath)。
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 212,686评论 6 492
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,668评论 3 385
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 158,160评论 0 348
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,736评论 1 284
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 65,847评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,043评论 1 291
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,129评论 3 410
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,872评论 0 268
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,318评论 1 303
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,645评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,777评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,470评论 4 333
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,126评论 3 317
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,861评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,095评论 1 267
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,589评论 2 362
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,687评论 2 351

推荐阅读更多精彩内容