k8s初学

1.k8s是什么？

kubernetes:8个字母省略，就是k8s

自动部署，自动扩展和管理容器化部署的应用程序的一个开源系统。

k8s是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。

2.docker微服务，可以满足微服务使用，那么为什么还要使用k8s呢?

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部署，而且如果业务量增大，只能水平的拓展，再部署一个。

2.容器化，我可以用dockerfile编写好自定义的容器，随时基于镜像都可以运行。数量少，还能管的过来，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，高效的部署容器化的应用

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.解决容器的高可用，提供了一种容器的自愈机制

4.解决容器没有预设模版，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.解决了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

3.k8s的特性

1.弹性伸缩，基于命令，或者图形化界面基于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.服务发现和负载均衡：k8s为多个容器提供一个的统一的访问入口（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，可以根据回滚点来进行回滚

5.集中化的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，可以部署一些自定义应用

6.存储编排

????????1.可以自动化把容器部署在节点上

????????2.也可以通过命令行或者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，也可以定时任务，满足需要批量处理和分析的场景

4.k8s的核心组件

1.kube-apiserver：k8s集群之中每个组件都是要靠密钥对来进行验证，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来完成的

所有对象资源的增删改查和监听的操作都是kube-apiserver处理完之后交个etcd来进行的

apiserver是k8s所有请求的入口服务，apiserver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，是集群中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，kube-controller-manager 负责管理这些控制器

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

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

????????3.Endpoints 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，必须要指定他的Endpoint，就是内部每个服务的ip+端口

????????4.service account和roken 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

????????namepace，访问不同的命名空间

????????5.resourcequota 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

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

????????7.server controller（服务节点控制器）k8s集群和外部的主机之间的控制器

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ID地址，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个合适的node，node的节点的资源情况，node的资源控制的情况等等，选一个资源最富裕，负载最小的node来部署。

4.ETCD：k8s的存储服务，etcd分布式键值存储系统（key:value），k8s的关键配置和用户配置，先通过APIserver调用etcd当中的存车信息，然后再实施。（这个集群当中，能对ectd存储进行读写权限的，只用APIserver）

5.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的运行服务的状态，API-server把节点状态保存ETCD存储当中

作用：

????????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

????????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创建pod时，kube-scheduler调度到节点上（node节点），节点上的kubelet指示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，节点上的kubelet就会指示docker拉取镜像，启动或者停止容器。

4.pod运行在节点上的，是k8s当中创建部署的最小/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。

pod是一个容器或多个容器组成，pod中的容器共享网络，存储和计算资源，可以部署在不同的主机上，一个pod里面可以运行多个容器，也可以是一个容器。在生产环境中，一般都是单个容器或者具有关联关系的多个容器组成一个pod

5.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。

6.replicaset：保证pod的副本数量，受控于deployment

在k8s中，部署服务，实际上就是pod，deployment部署的服务就是pod，replicaset的就是来定义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。不同命名空间名称可以重复

官方推荐使用deployment进行服务部署。

7.daemonset：确保所有节点运行同一类的pod

8.statefulset：有状态应用部署

9.job：可以pod中设置一次性任务，运行完即退出。

10.cronjob：一直在运行的周期性任务。

11.service：在k8s集群当中，每创建一个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：以前用userspace（用户空间，废弃） iptables（即将废弃）ipvs（目前1.20都用ipvs）

12.label：标签，k8s的特色管理方式，分类管理资源对象

NODE pod service namespace

label标签可以用户自定义

lable选择器：等于 不等于 使用定义的标签名

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

不同的命名空间里面的资源名称可以重复的