时至而生 – 唯变长存

Kubernetes 理论概念资料

2019-05-14
28次浏览

Kubernetes 是 Google 在2014年6月开源的一个容器集群管理系统,使用Go语言开发,Kubernetes 也叫 K8S。Kubernetes 目标是让部署容器化应用简单高效。官方网站:www.kubernetes.io

Kubernetes 主要功能

  • 数据卷:Pod 中容器之间共享数据,可以使用数据卷。
  • 应用程序健康检查:容器内服务可能进程堵塞无法处理请求,可以设置监控检查策略保证应用健壮性。
  • 复制应用程序实例:控制器维护着 Pod 副本数量,保证一个 Pod 或一组同类的 Pod 数量始终可用。
  • 弹性伸缩:根据设定的指标(CPU 利用率)自动缩放 Pod 副本数。
  • 服务发现:使用环境变量或 DNS 服务插件保证容器中程序发现 Pod 入口访问地址。
  • 负载均衡:一组 Pod 副本分配一个私有的集群 IP 地址,负载均衡转发请求到后端容器。在集群内部其他 Pod 可通过这个 ClusterIP 访问应用。
  • 滚动更新:更新服务不中断,一次更新一个 Pod,而不是同时删除整个服务。
  • 服务编排:通过文件描述部署服务,使得应用程序部署变得更高效。
  • 资源监控:Node 节点组件集成 cAdvisor 资源收集工具,可通过 Heapster 汇总整个集群节点资源数据,然后存储到 InfluxDB 时序数据库,再由 Grafana 展示。
  • 提供认证和授权:支持角色访问控制(RBAC)认证授权等策略。

基本对象概念

基本对象

  • Pod:Pod 是最小部署单元,一个 Pod 有一个或多个容器组成,Pod 中容器共享存储和网络,在同一台 Docker 主机上运行。
  • Service:Service 是一个应用服务抽象,定义了 Pod 逻辑集合和访问这个 Pod 集合的策略。Service 代理 Pod 集合对外表现是为一个访问入口,分配一个集群IP地址,来自这个IP的请求将负载均衡转发后端Pod中的容器。Service 通过 Lable Selector 选择一组 Pod 提供服务。
  • Volume:数据卷,共享 Pod 中容器使用的数据。
  • Namespace:命名空间将对象逻辑上分配到不同 Namespace,可以是不同的项目、用户等区分管理,并设定控制策略,从而实现多租户。命名空间也称为虚拟集群。
  • Lable:标签用于区分对象(比如 Pod、Service),键/值对存在;每个对象可以有多个标签,通过标签关联对象。

基于基本对象更高层次抽象

  • ReplicaSet:下一代 Replication Controller。确保任何给定时间指定的 Pod 副本数量,并提供声明式更新等功能。RC 与 RS 唯一区别就是 lable selector 支持不同,RS 支持新的基于集合的标签,RC 仅支持基于等式的标签。
  • Deployment:Deployment 是一个更高层次的 API 对象,它管理 ReplicaSets 和 Pod,并提供声明式更新等功能。官方建议使用 Deployment 管理 ReplicaSets,而不是直接使用 ReplicaSets,这就意味着可能永远不需要直接操作 ReplicaSet 对象。
  • StatefulSet:StatefulSet 适合持久性的应用程序,有唯一的网络标识符(IP),持久存储,有序的部署、扩展、删除和滚动更新。
  • DaemonSet:DaemonSet 确保所有(或一些)节点运行同一个 Pod。当节点加入 Kubernetes 集群中,Pod 会被调度到该节点上运行,当节点从集群中移除时,DaemonSet 的 Pod 会被删除。删除 DaemonSet 会清理它所有创建的 Pod。
  • Job:一次性任务,运行完成后 Pod 销毁,不再重新启动新容器。还可以任务定时运行。

系统架构及组件功能

Master 组件

  • kube-apiserver:Kubernetes API,集群的统一入口,各组件协调者,以 HTTP API 提供接口服务,所有对象资源的增删改查和监听操作都交给 APIServer 处理后再提交给 etcd 存储。
  • kube-controller-manager:处理集群中常规后台任务,一个资源对应一个控制器,而 ControllerManager 就是负责管理这些控制器的。
  • kube-scheduler:根据调度算法为新创建的 Pod 选择一个 Node 节点。

Node 组件

  • kubelet:kubelet 是 Master 在 Node 节点上的 Agent,管理本机运行容器的生命周期,比如创建容器、Pod 挂载数据卷、下载 secret、获取容器和节点状态等工作。kubelet 将每个 Pod 转换成一组容器。
  • kube-proxy:在 Node 节点上实现 Pod 网络代理,维护网络规则和四层负载均衡工作。
  • docker 或 rocket/rkt:运行容器。

第三方服务

  • etcd:分布式键值存储系统。用于保持集群状态,比如 Pod、Service 等对象信息。

评论

想说点什么?