K8s基礎知識介紹

2022-05-17 19:14:23 字數 4069 閱讀 8370

k8s是源自於谷歌內部的borg系統(容器編排工具),後經過go語言重寫並捐獻給了cncf**會開源。

它的主要作用就是作為容器的開源編排框架工具。

官網:一年發布四個大版本)

github:

- 自動裝箱,水平擴充套件,自我修復

- 服務發現和負載均衡

- 自動發布(預設滾動發布模式)和回滾

- 集中配置管理和秘鑰管理

- 儲存編排

- 任務批量處理執行

- pod/pod控制器

- name/namespace

- label/label選擇器

- service/ingress

3.1.1 pod
- pod是k8s裡能夠被執行的最小邏輯單元(原子單元)。

- 1個pod裡面可以執行多個容器,它們共享uts+net+ipc命名空間。

- 可以把pod理解成豌豆莢,而同乙個pod內的每個容器都是一顆顆豌豆。

- 乙個pod裡可以執行多個容器,這種模式稱為邊車(sidecar)模式。

3.1.2 pod控制器
- pod控制器是pod啟動的一種模板,用來保證k8s裡啟動的pod應始終按照人們的預期執行(副本數、生命週期、健康狀態檢查等)。

- k8s內提供了眾多的pod控制器,常用的有以下幾種:

· deployment

· daemonset

· replicaset

· statefulset

· job

· cronjob

3.2.1 name
- 由於k8s內部,使用「資源」來定義每一種邏輯概念(功能),故每種「資源」,都應該有自己的「名稱」。

- 「資源」有api版本(apiversion)、類別(kind)、元資料(metadata)、定義清單(spec)、狀態(status)等配置資訊。

- 「名稱」通常定義在「資源」的「元資料」資訊裡。

3.2.2 namespace
- 隨著專案增多、人員增加、集群規模擴大,需要一種能夠隔離k8s內各種「資源」的方法,這就是命名空間。

- 命名空間可以理解為k8s內部的虛擬集群組。

- 不同命名空間內的「資源」,名稱可以相同,相同命名空間內的同種「資源」,「名稱」不能相同。

- 合理的使用k8s的命名空間,可以讓集群管理員更好的對交付到k8s裡的服務進行分類管理和瀏覽。

- k8s裡預設存在的命名空間有:default、kube-system、kube-pulic。

- 查詢k8s裡特定「資源」要帶上相應的命名空間。

3.3.1 label
- 標籤是k8s特色的管理方式,便於分類管理資源物件。

- 乙個標籤可以對應多個資源,乙個資源可以有多個標籤,它們是多對多的關係。

- 乙個資源擁有多個標籤,可以實現不同維度的管理。

- 標籤的組成:key=value。

- 與標籤類似的,還有一種「註解」(annotations)。

3.3.2 label選擇器
- 給資源打上標籤後,可以使用標籤選擇器過濾指定的標籤。

- 標籤選擇器目前有兩個:基於等值關係(等於、不等於)和基於集合關係(屬於、不屬於、存在)。

- 許多資源支援內嵌標籤選擇器字段

· matchlabels

· matchexpressions

3.4.1 service
- 在k8s的世界裡,雖然每個pod都會被分配乙個單獨的ip位址,但這個ip位址會隨著pod的銷毀而消失。

- service就是用來解決這個問題的核心概念。

- 乙個service可以看作一組提供相同服務的pod的對外訪問介面。

- service作用於哪些pod是通過標籤選擇器來定義的。

3.4.2 ingress
- ingress是k8s集群裡工作在osi網路參考模型下,第7層的應用,對外暴露的介面。

- service只能進行l4(4層)流量排程,表現形式是ip+port。

- ingress則可以排程不同業務域、不同url訪問路徑的業務流量。

配置儲存中心 → etcd服務

主控節點(master)

- kube-apiserver服務

- kube-controller-manager服務

- kube-scheduler服務

運算節點(node)

- kube-kubelet服務

- kube-proxy服務

4.1.1 核心元件詳解
(1)配置儲存中心 → etcd服務

- 類似於zk這種集群管理中心,用來存放集群的元資料資訊,如k8s集群狀態、請求、資源配額等。儲存方式為鍵值對。

(2)kube-apiserver服務

- 提供了集群管理的rest api介面(包括鑑權、資料校驗及集群狀態變更)。

- 負責其他模組之間的資料互動,承擔通訊樞紐功能(集群大腦,所有元件都要通過它來進行通訊)。

- 是資源配額控制的入口。

- 提供完備的集群安全機制。

(3)kube-controller-manager服務(控制器管理器)

- 由一系列控制器組成,通過apiserver監控整個集群的狀態,並確保集群處於預期的工作狀態。

- node controller # 節點控制器

- deployment controller # pod控制器

- service controller # 服務控制器

- volume controller # 儲存卷控制器

- endpoint controller # 接入點控制器

- garbage controller # 垃圾**控制器

- namespace controller # 命名空間控制器

- job controller # 任務控制器

- resource quta controller # 資源配額控制器

- ……………………

(3)kube-scheduler服務

- 主要功能是接收排程pod到適合的運算節點上,主要用下面兩種策略來選擇合適的節點排程。

- 預算策略(predict)

- 優選策略(priorities)

(4)kube-kubelet服務

- 簡單的說,kubelet的主要功能就是定時從某個地方獲取節點上pod的期望狀態(執行什麼容器、執行的副本數量、網路或儲存如何配置等等),並呼叫對應的容器平台介面達到這個狀態。

- 定時匯報當前節點狀態給apiserver,並儲存到etcd裡,以供排程的時候使用。

- 映象和容器的清理工作,保證節點上映象不會沾滿磁碟空間,退出的容器不會占用太多的資源。

(5)kube-proxy服務

- 是k8s在每個節點上執行的網路**,service資源的載體、

- 建立了pod網路和集群網路關係(clusterip → podip)。

- 常用三種流量排程模式

· userspace(廢棄)

· iptables(瀕臨廢棄)

· ipvs(推薦)

- 負責建立和刪除包括更新排程規則,通知apiserver自己的更新,或者從apiserver那裡獲取其他kube-proxy的排程規則變化,來更新自己的

cni網路外掛程式 → flannel/calico

服務發現用外掛程式 → coredns

服務暴露用外掛程式 → traefik

gui管理外掛程式 → dashboard

kubectl
(1)minikube,單節點微型k8s(僅供學習、預覽k8s特性使用)

(2)二進位制安裝部署(生產首選,新手推薦,但是安裝步驟繁雜)

(3)kubeadmin,k8s的部署工具,跑在k8s裡(相對簡單,熟手推薦)

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