K8s基本概念

Labels让用户可以随心所欲地组织自己的资源。 Annotations让用户可以给资源添加定制化的信息以充分使用自己的工作流,提供一种简单的管理工具。

API对象是K8s集群中的管理操作单元。K8s集群系统每支持一项新功能,引入一项新技术,一定会新引入对应的API对象,支持对该功能的管理操作。例如副本集Replica Set对应的API对象是RS。

每个API对象都有3大类属性:元数据metadata、规范spec和状态status。

最重要的也是最基础的是微服务Pod。

目前K8s中的业务主要可以分为长期伺服型(long-running)、批处理型(batch)、节点后台支撑型(node-daemon)和有状态应用型(stateful application);分别对应的小机器人控制器为Deployment、Job、DaemonSet和PetSet,本文后面会一一介绍。

RC(Replication Controller)是K8s集群中最早的保证Pod高可用的API对象。

RS(Replica Set)是新一代RC,提供同样的高可用能力,区别主要在于RS后来居上,能支持更多种类的匹配模式。

部署(Deployment)表示用户对K8s集群的一次更新操作。部署是一个比RS应用模式更广的API对象,可以是创建一个新的服务,更新一个新的服务,也可以是滚动升级一个服务。

RC、RS和Deployment只是保证了支撑服务的微服务Pod的数量,但是没有解决如何访问这些服务的问题。每个Service会对应一个k8s集群内部有效的虚拟IP,集群内部通过虚拟IP访问一个服务。

Kube-proxy是K8s集群内部的负载均衡器。

Job是K8s用来控制批处理型任务的API对象。批处理业务与长期伺服业务的主要区别是批处理业务的运行有头有尾,而长期伺服业务在用户不停止的情况下永远运行。

后台支撑服务集(DaemonSet),核心关注点在K8s集群中的节点(物理机或虚拟机),要保证每个节点上都有一个此类Pod运行。

节点可能是所有集群节点也可能是通过nodeSelector选定的一些特定节点。典型的后台支撑型服务包括,存储,日志和监控等在每个节点上支持K8s集群运行的服务。

有状态服务集(PetSet),在云原生应用的体系里,有下面两组近义词;第一组是无状态(stateless)、牲畜(cattle)、无名(nameless)、可丢弃(disposable);第二组是有状态(stateful)、宠物(pet)、有名(having name)、不可丢弃(non-disposable)。

RC和RS主要是控制提供无状态服务的,其所控制的Pod的名字是随机设置的,重要的只是Pod总数;而PetSet是用来控制有状态服务,PetSet中的每个Pod的名字都是事先确定的,不能更改。

适合于PetSet的业务包括数据库服务MySQL和PostgreSQL,集群化管理服务Zookeeper、etcd等有状态服务。

PetSet做的只是将确定的Pod与确定的存储关联起来保证状态的连续性。

集群联邦(Federation)

在云计算环境中,服务的作用距离范围从近到远一般可以有:同主机(Host,Node)、跨主机同可用区(Available Zone)、跨可用区同地区(Region)、跨地区同服务商(Cloud Service Provider)、跨云平台。K8s的设计定位是单一集群在同一个地域内,因为同一个地区的网络性能才能满足K8s的调度和计算存储连接要求。而联合集群服务就是为提供跨Region跨服务商K8s集群服务而设计的。

存储卷(Volume)

K8s集群中的存储卷跟Docker的存储卷有些类似,只不过Docker的存储卷作用范围为一个容器,而K8s的存储卷的生命周期和作用范围是一个Pod。每个Pod中声明的存储卷由Pod中的所有容器共享。使得存储的使用者可以忽略后台的实际存储技术(例如AWS,Google或GlusterFS和Ceph),而将有关存储实际技术的配置交给存储管理员通过Persistent Volume来配置。

持久存储卷(Persistent Volume,PV)和持久存储卷声明(Persistent Volume Claim,PVC)

PV和PVC使得K8s集群具备了存储的逻辑抽象能力。

节点(Node)

不论是物理机还是虚拟机,工作主机的统一特征是上面要运行kubelet管理节点上运行的容器。

密钥对象(Secret)

Secret是用来保存和传递密码、密钥、认证凭证这些敏感信息的对象。

用户帐户(User Account)和服务帐户(Service Account)

顾名思义,用户帐户为人提供账户标识,而服务账户为计算机进程和K8s集群中运行的Pod提供账户标识。用户帐户和服务帐户的一个区别是作用范围;用户帐户对应的是人的身份,人的身份与服务的namespace无关,所以用户账户是跨namespace的;而服务帐户对应的是一个运行中程序的身份,与特定namespace是相关的。

RBAC访问授权

K8s在1.3版本中发布了alpha版的基于角色的访问控制(Role-based Access Control,RBAC)的授权模式。相对于基于属性的访问控制(Attribute-based Access Control,ABAC),RBAC主要是引入了角色(Role)和角色绑定(RoleBinding)的抽象概念。

https://www.kubernetes.org.cn/kubernetes%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E7%90%86%E5%BF%B5

http://www.infoq.com/cn/articles/kubernetes-and-cloud-native-applications-part01

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