k8s:kubernets

2023-12-25 17:13:12

自动部署、自动扩展和管理的容器化部署的应用程序的一个开源系统

k8s负责自动化运维管理多个容器化程序的集群,是一个功能强大的容器编排工具

可以以分布式和集群化的方式进行容器管理

1.18版本,目前最多的是1.20版本,最新的是1.29版本(没人用)

k8s是google的borg系统作为原型,后期经过go语言编写的开源软件

Kubernetes

GitHub - kubernetes/kubernetes: Production-Grade Container Scheduling and Management

GitHub: Let’s build from here · GitHub

https://hub.docker.com

docker微服务,可以满足微服务使用,为什么还要用k8s?

①传统的部署方式:一般意义上的二进制部署,安装 --- 运行 --- 运行维护,需要专业的人员,如果出了故障,还需要人工重新拉起来,而且如果业务量增大,只能水平进行拓展(再部署一个),浪费时间

②容器化部署,可以用dockerfile编写好自定义的容器,基于镜像,随时都可以运行,数量少还可以管的过来,数量一旦太多,管理起来太复杂,而且docker一般是单机运行,没有高可用

k8s的作用:简单、高效的部署容器化应用

1、解决了docker的单机部署和无法集群化的特点

2、解决了随着容器数量的增加,对应增加的管理成本

3、容器的高可用,提供了一种容器的自愈机制

4、解决了容器没有预设模板,以及无法快速、大规模部署,以及大规模的容器调度

5、k8s提供了集中化配置管理的中心

6、解决容器的生命周期的管理工具

7、提供了图形化工具,可以用图形化工具对容器进行管理

k8s是基于开源的容器集群管理系统,在docker容器技术的基础之上

为容器化的应用提供部署、运行、资源调度、服务发现、动态伸缩等一系列完整的功能

大规模容器管理:

1、对docker等容器技术从应用的包 --- 部署 --- 运行 --- 停止 --- 销毁,全生命周期管理

2、集群方式运行,跨机器的容器管理

3、解决docker的跨机器运行的网络问题

4、k8s可以自动修复,使得整个容器集群可以在用户期待的状态下运行

k8s特性:

1、弹性伸缩。可以基于命令或者图形化界面以及CPU的使用情况自动的对部署的程序进行扩容和缩容。以最小的成本运行服务

2、自我修复。节点故障时,重新启动失败的容器,替换和重新部署

3、自带服务发现和负载均衡。k8s为多个容器提供一个统一的访问入口(内部地址和内部的DNS名称),自动负载均衡关联的所有容器

4、自动发布和回滚。k8s采用滚动的策略更新应用。如果更新过程中出现问题,可以根据回滚点进行回滚

5、集中化配置管理和密钥管理。k8s集群内的各个组件都是要进行密钥对验证的。但是k8s的安全性不够,核心的组件不建议部署,可以部署自定义应用

6、存储编排。①可以自动化的把容器部署在节点上;②也可以通过命令或者yml文件(自定义pod)实现指定节点部署;③也可以通过网络存储,NFS、GFS

7、任务进行批次处理。提供一次性的任务,定时任务,满足需要批量处理和分析的场景

k8s的核心组件

1、kube-apiserver

k8s集群中每个组件都是要靠密钥对进行验证,组件之间的通信apiserver

API是应用接口服务,k8s的所有资源请求和调用操作都是kube-apiserver来完成

所有对象资源的增删改查和监听的操作都是kube-apiserver处理完成之后给etcd来进行

api-server是k8s所有请求的入口服务,api-server接收k8s的所有请求(命令行和图形化界面),然后根据用户的具体请求,通知对应的组件展示或者运行命令

APIserver相当于整个集群的大脑

2、kube-controller-manager 运行管理控制器

是k8s集群中处理常规任务的后台线程。是就群众所有资源对象的自动化控制中心。一个资源对应一个控制器。controller-manager负责管理这些控制器

①node controller(节点控制器)??负责节点的发现以及节点故障时的发现和响应

②replication controller(副本控制器)??控制关联pod的副本数,可以随时扩容/缩容

③endpoints controller(端点控制器)??监听service和对应pod的副本变化。端点就是服务暴露出的访问点。要访问这个服务,必须要知道他的endpoint。就是内部每个服务的IP地址+端口

④service account和token controller(服务账户和令牌控制)??为命名空间创建默认账户和API访问令牌

namespace访问不同的命名空间

⑤resourcequota controller(资源控制器)??可以对命名空间的资源使用进行控制,也可以对pod的资源进行控制

⑥namespace controller(命名空间控制器)??管理命名空间的生命周期

⑦service controller(服务节点控制器)??k8s集群和外部的主机之间一个接口控制器

3、kube-scheduler ?资源调度组件

根据调度算法为新创建的pod选择一个合适的node节点。可以理解为k8s的所有node节点的调度器,部署和调度node。

预先策略:人工定制。指定的node节点上部署

优先策略:限制条件

根据调度算法选择一台合适的node,node的节点的资源情况,node的资源控制情况等等,选择一个资源最富裕、负载最小的node来部署

4、ETCD ?k8s的存储服务,etcd分布式键值存储(key:value)

k8s的关键配置和用户配置,先通过APIservice调用etcd当中的存储信息,然后再实施(这个集群当中,能对etcd存储进行存储进行读写权限的,只有API-service)

主节点上

node组件

1、kubelet:node节点的监视器,以及MASTER节点的通讯器。也可以理解为MASTER在node节点上的眼线。

kubelet会定时向API server汇报自己的node上的运行服务状态,API-server会把节点状态保存到ETCD存储当中。

①接受来自master节点的调度命令

②如果发现自己的状态和master节点的状态不一致,调用docker的接口,同步数据

③对节点上容器的生命周期进行管理,保证节点上的镜像不会占满磁盘空间,退出的容器的资源,进行回收

2、kube-proxy

实现每个node节点上的pod网络代理。负责节点上的网络规划和四层负载均衡工作。负责写入iptables(快淘汰了)ipvs实现服务映射

pod不是容器

kube-proxy本身不直接给pod提供网络代理,proxy是service资源的载体

kube-proxy实际上代理的是pod的集群网络(虚拟网络)

k8s的每个node节点上都有一个kube-proxy组件

3、docker:容器引擎,运行容器,负责本机的容器创建和管理

k8s要创建pod时,kube-scheduler调度到节点上(node节点),节点上的kubelet只是docker启动特定的容器.

kubelet把容器的信息收集发送给主节点。只需要在主节点发布指令,节点上kubelet就会指示docker拉取镜像、启动、停止容器

4、pod运行在节点上的。是k8s当中创建或者部署的最小/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

同一个pod内的每个容器就是一颗豌豆

pod是由一个或者多个容器组成,pod中的容器共享网络、存储和计算资源。可以部署在不同的

deployment:无状态应用部署,作用就是管理和控制pod以及replicaset(运行几个容器)。管控他的运行状态

replicaset:保证pod的副本数量。副本数量受控于deployment

在k8s中,部署服务,实际上就是pod,ployment部署的服务就是pod。replicaset就是来定义pod的容器数量

可以保证pod的不可重复性。在当前命名空间不能重复,不同的命名空间名称可以重复

官方推荐使用deployment进行服务部署

daemonset:确保所有节点运行同一类的pod

statefulset:有状态应用部署

job:可以在pod中设置一次性任务,运行完即退出

cronjob:一直在运行的周期性任务

5、service组件

在k8s集群当中,创建一个pod之后,都会其中运行的容器分配一个集群内的ip地址,由于业务的变更,容器可能会发生变化,IP地址也会发生变化,service的作用就是提供整个pod对外统一的IP地址

service就是一个网关(路由器),通过访问service就可以访问pod内部的容器集群。

service能实现负载均衡和代理-----------kube-proxy---------来实现负载均衡

service是k8s微服务的核心,屏蔽了服务的细节,统一的对外暴露的端口,真正实现了“微服务”

service的流量调度:userspace(用户空间,废弃),iptables(即将废弃)。ipvs(目前1.20都用)

6、label标签

k8s的特色管理方式,分类管理资源对象

node pod service namespace等等

label标签可以自定义

label选择器:等于、不等于。相当于使用定义的标签

Q:ingress和service的区别

A:ingress:k8s集群对外暴露提供访问的接口,属于应用层。七层代理,转发的是http请求,http/https

service是四层转发,转发的是流量

namespace:在k8s上可以通过namespace来实现资源隔离、项目隔离

通过namespace可以把集群划分为多个资源不可共享的虚拟集群组

不同命名空间里面的资源名称可以重复

文章来源:https://blog.csdn.net/a91888888/article/details/135201993
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