kubernetes 基础概念

kubernetes 使用背景

在部署应用程序的方式上,主要经历了三个时代:

  • 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,不需要其它技术的参与

    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,而且程序之间容易产生影响

  • 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

    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

  • 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
    容器化部署方式给带来很多的便利,但是也会出现一些问题,比如说:

  • 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

  • 当并发访问量变大的时候,怎么样做到横向扩展容器数量

kubernetes功能简介

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:一旦某一个容器崩溃,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:如果一个服务起动了多个容器,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有问题,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

kubernetes组件

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

kubernetes集群环境搭建

目前生产部署Kubernetes 集群主要有三种方式:

kubeadm
Kubeadm 是一个K8s 部署工具,提供kubeadm init 和kubeadm join,用于快速部署Kubernetes 集群。如果是用来学习,建议使用这个方式,快速了解,不需要花费太多时间在安装上
官方地址:https://kubernetes.io/docs/reference/setup-tools/kubeadm/kubeadm/
二进制包
从github 下载发行版的二进制包,手动部署每个组件,组成Kubernetes 集群,部署较为复杂,需要对kubernetes有一定了解,不建议新手按照此方式
第三方应用
目前市场上有许多开源及软件公司已经开发出相对简洁的安装方式,操作更加简单、可视化,这里推荐GitHub开源项目 KuboardSpray 安装,地址:使用 KuboardSpray 安装kubernetes_v1.23.1 | Kuboard
由于链接地址对于安装过程有着详细说明,且保持实时更新,这里对于安装过程不再赘述,可以自行结合自身需要,选择一种即可。

Kubernetes 资源管理方式

  • 命令式对象管理:直接使用命令去操作kubernetes资源

    kubectl run nginx-pod --image=nginx:latest --port=80

  • 命令式对象配置:通过命令配置和配置文件去操作kubernetes资源

    kubectl create/patch -f nginx-pod.yaml

  • 声明式对象配置:通过apply命令和配置文件去操作kubernetes资源

    kubectl apply -f nginx-pod.yaml

类型 操作对象 适用环境 优点 缺点
命令式对象管理 对象 测试 简单 只能操作活动对象,无法审计、跟踪
命令式对象配置 文件 开发 可以审计、跟踪 项目大时,配置文件多,操作麻烦
声明式对象配置 目录 开发 支持目录操作 意外情况下难以调试
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