【K8s】K8s是什么，一文带你了解kubernetes

前言

kubernetes，简称K8s，是用8代替名字中间的8个字符“ubernete”而成的缩写。是一个开源的，用于管理云平台中多个主机上的容器化的应用，Kubernetes的目标是让部署容器化的应用简单并且高效（powerful）,Kubernetes提供了应用部署，规划，更新，维护的一种机制。

内容简介

Kubernetes是Google开源的一个容器编排引擎，它支持自动化部署、大规模可伸缩、应用容器化管理。在生产环境中部署一个应用程序时，通常要部署该应用的多个实例以便对应用请求进行负载均衡。
在Kubernetes中，我们可以创建多个容器，每个容器里面运行一个应用实例，然后通过内置的负载均衡策略，实现对这一组应用实例的管理、发现、访问，而这些细节都不需要运维人员去进行复杂的手工配置和处理。

产品特点

• 可移植: 支持公有云，私有云，混合云，多重云（multi-cloud）
• 可扩展: 模块化，插件化，可挂载，可组合
• 自动化: 自动部署，自动重启，自动复制，自动伸缩/扩展

Kubernetes的主要特点和关键概念

1. 容器编排： Kubernetes允许用户定义、部署和扩展容器化应用程序。它能够自动化应用的部署、升级和扩展，确保应用在整个生命周期中的高可用性。

2. 抽象层和标准化： Kubernetes引入了一系列的抽象层，如Pod、Service、Deployment等，提供了一种标准化的方式来描述、部署和管理应用程序。

3. 自动伸缩： Kubernetes能够根据应用程序的负载自动伸缩，调整运行实例的数量，以满足性能需求，并在负载下降时减少资源使用。

4. 服务发现和负载均衡： 通过Service抽象，Kubernetes提供了服务发现和负载均衡的机制，使应用程序能够可靠地相互通信，并确保流量分布均匀。

5. 存储管理： Kubernetes支持多种存储后端，并提供了持久卷（Persistent Volumes）和持久卷声明（Persistent Volume Claims）等机制，确保应用程序对数据的持久性和可靠性。

6. 配置管理： 使用ConfigMap和Secrets，Kubernetes允许将配置信息和敏感数据与应用程序分离，实现更灵活的配置管理。

7. 多集群管理： Kubernetes支持多集群部署，允许用户在不同的云环境或数据中心中管理和扩展容器化应用。

产品组件

1. API Server（API服务器）:

功能： 提供Kubernetes API，是所有组件之间通信的入口点。
作用： 接收和处理来自命令行工具、Web UI或其他部分的请求，并协调集群中的操作。

2. etcd:

功能： 一致性键值存储，用于保存集群配置数据和元数据。
作用： 存储集群的状态信息，包括配置、节点信息、Pod状态等。

3. Controller Manager（控制器管理器）:

功能： 包含一系列控制器，用于监控集群状态并进行调整以满足期望状态。
作用： 确保系统中的实际状态与期望的状态一致，例如自动伸缩、滚动更新等。

4. Scheduler（调度器）:

功能： 负责将新的Pod调度到集群中的节点上。
作用： 根据节点资源、约束条件和调度策略选择最适合的节点，并分配Pod。

5. Kubelet:

功能： 在每个节点上运行，负责与API服务器通信，并确保在节点上运行的Pod处于健康状态。
作用： 管理Pod的生命周期，包括拉取容器镜像、启动、停止和监控容器。

6. Container Runtime（容器运行时）:

功能： 负责运行容器。
作用： 将容器镜像转换为运行时实例，通常使用Docker、containerd、CRI-O等。

7. kube-proxy:

功能： 提供网络代理和负载均衡服务。
作用： 确保Pod能够相互通信，实现服务发现和负载均衡。

8. Ingress Controller:

功能： 提供HTTP和HTTPS路由到集群中服务的规则。
作用： 允许从集群外部访问集群内的服务，并执行负载均衡和路由。

9. Service:

功能： 定义一组Pod的抽象，提供一个统一的访问入口。
作用： 允许应用程序通过服务名而不是IP地址相互通信。

10. ConfigMap和Secrets:

功能： 分别用于存储配置数据和敏感信息，如密码或API密钥。
作用： 允许将配置信息和敏感数据从应用程序中分离出来，方便管理和更新。

这些组件共同工作，构成了Kubernetes强大的容器编排平台，为用户提供了高度可扩展、自动化和弹性的容器化应用管理环境。

Kubernetes集群所需的各种二进制组件

Master 组件

• Master组件提供集群的管理控制中心。
• Master组件可以在集群中任何节点上运行。但是为了简单起见，通常在一台VM/机器上启动所有Master组件，并且不会在此VM/机器上运行用户容器。请参考构建高可用群集以来构建multi-master-VM。

ETCD

• etcd是Kubernetes提供默认的存储系统，保存所有集群数据，使用时需要为etcd数据提供备份计划。

kube-controller-manager

• kube-controller-manager运行管理控制器，它们是集群中处理常规任务的后台线程。

插件 addons

• 插件（addon）是实现集群pod和Services功能的。Pod由Deployments，ReplicationController等进行管理。Namespace 插件对象是在kube-system Namespace中创建。