铁砂掌没有铁 發表於 2021-6-17 09:57:00

1 第一章 kubernetes介绍

<h1 class="md-end-block md-heading"><span class="md-plain md-expand">1 第一章 kubernetes介绍</span></h1>
<h2 class="md-end-block md-heading"><span class="md-plain">1.1 应用部署方式演变</span></h2>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-plain">在部署应用程序的方式上，主要经历了三个时代：</span></p>
<ul class="ul-list" data-mark="-">
<li class="md-list-item">
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-pair-s "><strong>传统部署</strong><span class="md-plain">：互联网早期，会直接将应用程序部署在物理机上</span></span></p>
<blockquote>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-plain">优点：简单，不需要其它技术的参与</span></p>
<p class="md-end-block md-p md-focus"><span class="md-plain md-expand">缺点：不能为应用程序定义资源使用边界，很难合理地分配计算资源，而且程序之间容易产生影响</span></p>
</blockquote>
</li>
<li class="md-list-item">
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-pair-s "><strong>虚拟化部署</strong><span class="md-plain">：可以在一台物理机上运行多个虚拟机，每个虚拟机都是独立的一个环境</span></span></p>
<blockquote>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-plain">优点：程序环境不会相互产生影响，提供了一定程度的安全性</span></p>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-plain">缺点：增加了操作系统，浪费了部分资源</span></p>
</blockquote>
</li>
<li class="md-list-item">
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-pair-s "><strong>容器化部署</strong><span class="md-plain">：与虚拟化类似，但是共享了操作系统</span></span></p>
<blockquote>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-plain">优点：</span></p>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-plain"> 可以保证每个容器拥有自己的文件系统、CPU、内存、进程空间等</span></p>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-plain"> 运行应用程序所需要的资源都被容器包装，并和底层基础架构解耦</span></p>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-plain"> 容器化的应用程序可以跨云服务商、跨Linux操作系统发行版进行部署</span></p>
</blockquote>
</li>
</ul>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-image md-img-loaded" data-src="https://cunqi0105-1300757323.cos.ap-shanghai.myqcloud.com/Work/image-20200505183738289.png"><img src="https://cunqi0105-1300757323.cos.ap-shanghai.myqcloud.com/Work/image-20200505183738289.png" alt="image-20200505183738289"></span></p>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-plain">容器化部署方式给带来很多的便利，但是也会出现一些问题，比如说：</span></p>
<ul class="ul-list" data-mark="-">
<li class="md-list-item">
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-plain">一个容器故障停机了，怎么样让另外一个容器立刻启动去替补停机的容器</span></p>
</li>
<li class="md-list-item">
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-plain">当并发访问量变大的时候，怎么样做到横向扩展容器数量</span></p>
</li>
</ul>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-plain">这些容器管理的问题统称为<span class="md-pair-s "><strong>容器编排</strong><span class="md-plain">问题，为了解决这些容器编排问题，就产生了一些容器编排的软件：</span></span></span></p>
<ul class="ul-list" data-mark="-">
<li class="md-list-item">
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-pair-s "><strong>Swarm</strong><span class="md-plain">：Docker自己的容器编排工具</span></span></p>
</li>
<li class="md-list-item">
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-pair-s "><strong>Mesos</strong><span class="md-plain">：Apache的一个资源统一管控的工具，需要和Marathon结合使用</span></span></p>
</li>
<li class="md-list-item">
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-pair-s "><strong>Kubernetes</strong><span class="md-plain">：Google开源的的容器编排工具</span></span></p>
</li>
</ul>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-image md-img-loaded" data-src="https://cunqi0105-1300757323.cos.ap-shanghai.myqcloud.com/Work/image-20200524150339551.png"><img src="https://cunqi0105-1300757323.cos.ap-shanghai.myqcloud.com/Work/image-20200524150339551.png" alt="image-20200524150339551"></span></p>
<h2 class="md-end-block md-heading"><span class="md-plain">1.2 kubernetes简介</span></h2>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-image md-img-loaded" data-src="https://cunqi0105-1300757323.cos.ap-shanghai.myqcloud.com/Work/image-20200406232838722.png"><img src="https://cunqi0105-1300757323.cos.ap-shanghai.myqcloud.com/Work/image-20200406232838722.png" alt="image-20200406232838722"></span></p>
<p class="md-end-block md-p">&nbsp;</p>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-plain"> kubernetes，是一个全新的基于容器技术的分布式架构领先方案，是谷歌严格保密十几年的秘密武器----Borg系统的一个开源版本，于2014年9月发布第一个版本，2015年7月发布第一个正式版本。</span></p>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-plain"> kubernetes的本质是<span class="md-pair-s "><strong>一组服务器集群</strong><span class="md-plain">，它可以在集群的每个节点上运行特定的程序，来对节点中的容器进行管理。目的是实现资源管理的自动化，主要提供了如下的主要功能：</span></span></span></p>
<ul class="ul-list" data-mark="-">
<li class="md-list-item">
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-pair-s "><strong>自我修复</strong><span class="md-plain">：一旦某一个容器崩溃，能够在1秒中左右迅速启动新的容器</span></span></p>
</li>
<li class="md-list-item">
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-pair-s "><strong>弹性伸缩</strong><span class="md-plain">：可以根据需要，自动对集群中正在运行的容器数量进行调整</span></span></p>
</li>
<li class="md-list-item">
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-pair-s "><strong>服务发现</strong><span class="md-plain">：服务可以通过自动发现的形式找到它所依赖的服务</span></span></p>
</li>
<li class="md-list-item">
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-pair-s "><strong>负载均衡</strong><span class="md-plain">：如果一个服务起动了多个容器，能够自动实现请求的负载均衡</span></span></p>
</li>
<li class="md-list-item">
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-pair-s "><strong>版本回退</strong><span class="md-plain">：如果发现新发布的程序版本有问题，可以立即回退到原来的版本</span></span></p>
</li>
<li class="md-list-item">
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-pair-s "><strong>存储编排</strong><span class="md-plain">：可以根据容器自身的需求自动创建存储卷</span></span></p>
</li>
</ul>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-image md-img-loaded" data-src="https://cunqi0105-1300757323.cos.ap-shanghai.myqcloud.com/Work/image-20200526203726071.png"><img src="https://cunqi0105-1300757323.cos.ap-shanghai.myqcloud.com/Work/image-20200526203726071.png" alt="image-20200526203726071"></span></p>
<h2 class="md-end-block md-heading"><span class="md-plain">1.3 kubernetes组件</span></h2>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-plain">一个kubernetes集群主要是由<span class="md-pair-s "><strong>控制节点(master)</strong><span class="md-plain">、<span class="md-pair-s "><strong>工作节点(node)</strong><span class="md-plain">构成，每个节点上都会安装不同的组件。</span></span></span></span></span></p>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-pair-s "><strong>master：集群的控制平面，负责集群的决策 ( 管理 )</strong></span></p>
<blockquote>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-pair-s "><strong>ApiServer</strong><span class="md-plain"> : 资源操作的唯一入口，接收用户输入的命令，提供认证、授权、API注册和发现等机制</span></span></p>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-pair-s "><strong>Scheduler</strong><span class="md-plain"> : 负责集群资源调度，按照预定的调度策略将Pod调度到相应的node节点上</span></span></p>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-pair-s "><strong>ControllerManager</strong><span class="md-plain"> : 负责维护集群的状态，比如程序部署安排、故障检测、自动扩展、滚动更新等</span></span></p>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-pair-s "><strong>Etcd </strong><span class="md-plain">：负责存储集群中各种资源对象的信息</span></span></p>
</blockquote>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-pair-s "><strong>node：集群的数据平面，负责为容器提供运行环境 ( 干活 ) </strong></span></p>
<blockquote>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-pair-s "><strong>Kubelet</strong><span class="md-plain"> : 负责维护容器的生命周期，即通过控制docker，来创建、更新、销毁容器</span></span></p>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-pair-s "><strong>KubeProxy</strong><span class="md-plain"> : 负责提供集群内部的服务发现和负载均衡</span></span></p>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-pair-s "><strong>Docker</strong><span class="md-plain"> : 负责节点上容器的各种操作</span></span></p>
</blockquote>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-image md-img-loaded" data-src="https://cunqi0105-1300757323.cos.ap-shanghai.myqcloud.com/Work/image-20200406184656917.png"><img src="https://cunqi0105-1300757323.cos.ap-shanghai.myqcloud.com/Work/image-20200406184656917.png" alt="image-20200406184656917"></span></p>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-plain">下面，以部署一个nginx服务来说明kubernetes系统各个组件调用关系：</span></p>
<ol class="ol-list" start="">
<li class="md-list-item">
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-plain">首先要明确，一旦kubernetes环境启动之后，master和node都会将自身的信息存储到etcd数据库中</span></p>
</li>
<li class="md-list-item">
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-plain">一个nginx服务的安装请求会首先被发送到master节点的apiServer组件</span></p>
</li>
<li class="md-list-item">
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-plain">apiServer组件会调用scheduler组件来决定到底应该把这个服务安装到哪个node节点上</span></p>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-plain">在此时，它会从etcd中读取各个node节点的信息，然后按照一定的算法进行选择，并将结果告知apiServer</span></p>
</li>
<li class="md-list-item">
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-plain">apiServer调用controller-manager去调度Node节点安装nginx服务</span></p>
</li>
<li class="md-list-item">
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-plain">kubelet接收到指令后，会通知docker，然后由docker来启动一个nginx的pod</span></p>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-plain">pod是kubernetes的最小操作单元，容器必须跑在pod中至此，</span></p>
</li>
<li class="md-list-item">
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-plain">一个nginx服务就运行了，如果需要访问nginx，就需要通过kube-proxy来对pod产生访问的代理</span></p>
</li>
</ol>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-plain"> 这样，外界用户就可以访问集群中的nginx服务了</span></p>
<h2 class="md-end-block md-heading"><span class="md-plain">1.4 kubernetes概念</span></h2>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-pair-s "><strong>Master</strong><span class="md-plain">：集群控制节点，每个集群需要至少一个master节点负责集群的管控</span></span></p>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-pair-s "><strong>Node</strong><span class="md-plain">：工作负载节点，由master分配容器到这些node工作节点上，然后node节点上的docker负责容器的运行</span></span></p>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-pair-s "><strong>Pod</strong><span class="md-plain">：kubernetes的最小控制单元，容器都是运行在pod中的，一个pod中可以有1个或者多个容器</span></span></p>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-pair-s "><strong>Controller</strong><span class="md-plain">：控制器，通过它来实现对pod的管理，比如启动pod、停止pod、伸缩pod的数量等等</span></span></p>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-pair-s "><strong>Service</strong><span class="md-plain">：pod对外服务的统一入口，下面可以维护者同一类的多个pod</span></span></p>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-pair-s "><strong>Label</strong><span class="md-plain">：标签，用于对pod进行分类，同一类pod会拥有相同的标签</span></span></p>
<p class="md-end-block md-p"><span class="md-pair-s "><strong>NameSpace</strong><span class="md-plain">：命名空间，用来隔离pod的运行环境</span></span></p>
<p class="md-end-block md-p">&nbsp;</p>

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