K8s核心概念詳解

2022-08-16 20:15:10 字數 4005 閱讀 2783

kubernetes(通常簡稱為k8s),是乙個用於管理在容器中執行的應用的容器編排工具。

kubernetes不僅有你所需要的用來支援複雜容器應用的所有東西,它還是市面上最方便開發和運維的框架。

kubernetes的工作原理是通過將容器分組來把乙個應用程式拆分成多個邏輯單元,以方便管理和發現。它對由小且獨立的服務組成的微服務應用特別有用。

儘管kubernetes執行在linux上,他其實是平台無關的,可以在裸機、虛擬機器、雲例項或openstack上執行。

cluster

cluster 是計算、儲存和網路資源的集合,kubernetes 利用這些資源執行各種基於容器的應用。

master

master 是 cluster 的大腦,它的主要職責是排程,即決定將應用放在**執行。master 執行 linux 作業系統,可以是物理機或者虛擬機器。為了實現高可用,可以執行多個 master。

node

node 的職責是執行容器應用。node 由 master 管理,node 負責監控並匯報容器的狀態,並根據 master 的要求管理容器的生命週期。node 執行在 linux 作業系統,可以是物理機或者是虛擬機器。

在前面互動式教程中我們建立的 cluster 只有乙個主機 host01,

它既是 master 也是 node。

pod

pod 是 kubernetes 的最小工作單元。每個 pod 包含乙個或多個容器。pod 中的容器會作為乙個整體被 master 排程到乙個 node 上執行。

kubernetes 引入 pod 主要基於下面兩個目的:

可管理性。

有些容器天生就是需要緊密聯絡,一起工作。pod 提供了比容器更高層次的抽象,將它們封裝到乙個部署單元中。kubernetes 以 pod 為最小單位進行排程、擴充套件、共享資源、管理生命週期。

通訊和資源共享。

pod 中的所有容器使用同乙個網路 namespace,即相同的 ip 位址和 port 空間。它們可以直接用 localhost 通訊。同樣的,這些容器可以共享儲存,當 kubernetes 掛載 volume 到 pod,本質上是將 volume 掛載到 pod 中的每乙個容器。

pods 有兩種使用方式:

執行單一容器。

one-container-per-pod 是 kubernetes 最常見的模型,這種情況下,只是將單個容器簡單封裝成 pod。即便是只有乙個容器,kubernetes 管理的也是 pod 而不是直接管理容器。

執行多個容器。

但問題在於:哪些容器應該放到乙個 pod 中?

答案是:這些容器聯絡必須 非常緊密,而且需要 直接共享資源。

controller

kubernetes 通常不會直接建立 pod,而是通過 controller 來管理 pod 的。controller 中定義了 pod 的部署特性,比如有幾個副本,在什麼樣的 node 上執行等。為了滿足不同的業務場景,kubernetes 提供了多種 controller,包括 deployment、replicaset、daemonset、statefuleset、job 等,我們逐一討論。

replicaset 實現了 pod 的多副本管理。使用 deployment 時會自動建立 replicaset,也就是說 deployment 是通過 replicaset 來管理 pod 的多個副本,我們通常不需要直接使用 replicaset。

daemonset 用於每個 node 最多隻執行乙個 pod 副本的場景。正如其名稱所揭示的,daemonset 通常用於執行 daemon。

statefuleset 能夠保證 pod 的每個副本在整個生命週期中名稱是不變的。而其他 controller 不提供這個功能,當某個 pod 發生故障需要刪除並重新啟動時,pod 的名稱會發生變化。同時 statefuleset 會保證副本按照固定的順序啟動、更新或者刪除。

job 用於執行結束就刪除的應用。而其他 controller 中的 pod 通常是長期持續執行。

service

deployment 可以部署多個副本,每個 pod 都有自己的 ip,外界如何訪問這些副本呢?

通過 pod 的 ip 嗎?

要知道 pod 很可能會被頻繁地銷毀和重啟,它們的 ip 會發生變化,用 ip 來訪問不太現實。

答案是 service。

kubernetes service 定義了外界訪問一組特定 pod 的方式。service 有自己的 ip 和埠,service 為 pod 提供了負載均衡。

kubernetes 執行容器(pod)與訪問容器(pod)這兩項任務分別由 controller 和 service 執行。

namespace

如果有多個使用者或專案組使用同乙個 kubernetes cluster,如何將他們建立的 controller、pod 等資源分開呢?

答案就是 namespace。

namespace 可以將乙個物理的 cluster 邏輯上劃分成多個虛擬 cluster,每個 cluster 就是乙個 namespace。不同 namespace 裡的資源是完全隔離的。

kubernetes 預設建立了兩個 namespace。

default -- 建立資源時如果不指定,將被放到這個 namespace 中。

kube-system -- kubernetes 自己建立的系統資源將放到這個 namespace 中。

api server(kube-apiserver)

api server 提供 http/https restful api,即 kubernetes api。api server 是 kubernetes cluster 的前端介面,各種客戶端工具(cli 或 ui)以及 kubernetes 其他元件可以通過它管理 cluster 的各種資源。

scheduler(kube-scheduler)

scheduler 負責決定將 pod 放在哪個 node 上執行。scheduler 在排程時會充分考慮 cluster 的拓撲結構,當前各個節點的負載,以及應用對高可用、效能、資料親和性的需求。

controller manager(kube-controller-manager)

controller manager 負責管理 cluster 各種資源,保證資源處於預期的狀態。controller manager 由多種 controller 組成,包括 replication controller、endpoints controller、namespace controller、serviceaccounts controller 等。

不同的 controller 管理不同的資源。例如 replication controller 管理 deployment、statefulset、daemonset 的生命週期,namespace controller 管理 namespace 資源。

etcd

etcd 負責儲存 kubernetes cluster 的配置資訊和各種資源的狀態資訊。當資料發生變化時,etcd 會快速地通知 kubernetes 相關元件。

pod 網路

pod 要能夠相互通訊,kubernetes cluster 必須部署 pod 網路,flannel 是其中乙個可選方案。

kubelet

kubelet 是 node 的 agent,當 scheduler 確定在某個 node 上執行 pod 後,會將 pod 的具體配置資訊(image、volume 等)傳送給該節點的 kubelet,kubelet 根據這些資訊建立和執行容器,並向 master 報告執行狀態。

kube-proxy

service 在邏輯上代表了後端的多個 pod,外界通過 service 訪問 pod。service 接收到的請求是如何**到 pod 的呢?這就是 kube-proxy 要完成的工作。

每個 node 都會執行 kube-proxy 服務,它負責將訪問 service 的 tcp/upd 資料流**到後端的容器。如果有多個副本,kube-proxy 會實現負載均衡。

K8S(二) 核心物件概念

pod pod是最小部署單元,乙個pod有乙個或者多個容器組成,pod中容器共享儲存和網路,在同一臺docker主機上執行。service service乙個應用服務抽象,定義了pod邏輯集合和訪問這個pod集合的策略。service pod集合對外表現是為乙個訪問入口,分配乙個集群ip位址,來自這...

k8s核心元件

k8s的設計理念類似於linux的分層架構。1.master 核心控制 是老大 它主要負責排程,決定服務在 執行,master執行linux系統,可以是物理機或虛擬機器,master是k8s cluster的大腦,執行著的守護程序服務包括 kube apiserver,kube scheduler,...

K8s概念指南

cluster 集群是指由 k8s使用一些列的物理機 虛擬機器和其他基礎資源來執行你的應用程式 node 乙個 node 就是乙個執行著 k8s的物理機或虛擬機器,平切 pod可以在其上面被排程 pod 乙個 pod對應乙個由相關容器和卷組成的容器組 label 乙個 label 是乙個被附加到資源...