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與pod建立連接

Service

Service :與云原生應(yīng)用中“微服務(wù)”概念——對(duì)應(yīng)

Kubernetes集群為每一個(gè)Service分配一個(gè)集群唯一的IP地址，在service的生命周期內(nèi)，該IP地址不變﹔在內(nèi)部DNS的支持下，輕松實(shí)現(xiàn)服務(wù)發(fā)現(xiàn)機(jī)制

Service通過label selector關(guān)聯(lián)到實(shí)際支撐業(yè)務(wù)運(yùn)行的Pod上，并通過集群內(nèi)置的服務(wù)負(fù)載均衡將服務(wù)請(qǐng)求分發(fā)到后端Pod

通過nodeport或設(shè)置loadbalancer機(jī)制實(shí)現(xiàn)集群外部對(duì)service的訪問

Controllers

Controller是Kubernetes核心對(duì)象之一

Controller用于保證集群內(nèi)一組Pod能始終按照某種期望的狀態(tài)(desired state)正常運(yùn)行

狀態(tài)包括:Pod副本數(shù)量、節(jié)點(diǎn)選擇、資源約束、持久化數(shù)據(jù)維持等

Kubernetes支持多種Controller，常用的Deployment

、replicaset、statefulset、daemonset等

ReplicaSet

ReplicaSet:確保健康Pod的副本數(shù)始終滿足用戶定義的數(shù)量

前身是ReplicationController(rc)

相比rc，增加集合式label selector的支持

支持單獨(dú)使用，但更多隱藏在Deployment控制器后面，由deployment自動(dòng)管理

Deployment

Deployment :為Pod和ReplicaSet提供了聲明式的定義(declarative)

用戶在deployment文件中描述期望狀態(tài)，Deployment controller就會(huì)自動(dòng)將Pod和Replica Set的實(shí)際狀態(tài)改變到期望狀態(tài)

Deployment支持Pod的RollingUpdate，并自動(dòng)管理背后的ReplicaSet

Deployment支持將pod Rollback到之前的任意revision(僅限于pod-template模板改動(dòng))

StatefulSet

StatefulSet:提供對(duì)有狀態(tài)的應(yīng)用的部署和控制的支持，1.9版本GA

適用場(chǎng)景︰穩(wěn)定的持久化存儲(chǔ)、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)志、有序部署有序擴(kuò)展、有序收縮有序刪除、有序自動(dòng)滾動(dòng)升級(jí)等

Pod的存儲(chǔ)必須由PersistentVolume Provisioner 根據(jù)請(qǐng)求的Storage Class進(jìn)行配置，或由管理員預(yù)先配置好。

考慮數(shù)據(jù)安全性，伸縮或刪除StatefulSet不會(huì)刪除關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)﹔另外StatefulSet目前要求Headless Service負(fù)責(zé)Pod的網(wǎng)絡(luò)身份，用戶有責(zé)任創(chuàng)建此服務(wù)

DaemonSet

DaemonSet:保證在每個(gè)Node上都運(yùn)行一個(gè)Pod副本

適用場(chǎng)景∶系統(tǒng)Daemon程序、監(jiān)控跟蹤、日志收集等

Kubernetes 1.6之后，可設(shè)置更新策略:支持滾動(dòng)更新

可指定Node: nodeSelector、nodeAffinity.podAffinity

ConfigMap

ConfigMap:常用來向Pod提供非敏感的配置信息

ConfigMap 用于保存配置數(shù)據(jù)的鍵值對(duì)，可以用來保存單個(gè)屬性，也可以用來保存配置文件

ConfigMap可以使用命令行基于字面值、文件或目錄來創(chuàng)建或通過configmap對(duì)象定義文件創(chuàng)建

ConfigMap可以通過三種方式在Pod中使用:環(huán)境變量、容器命令行參數(shù)或以文件形式通過數(shù)據(jù)卷插件掛載到Pod中

Secret

Secret解決的是集群內(nèi)密碼、token、密鑰等敏感數(shù)據(jù)的配置問題

常用于與ServiceAccount關(guān)聯(lián)，存儲(chǔ)在tmpfs 文件系統(tǒng)中，Pod刪除后Secret文件也會(huì)對(duì)應(yīng)的刪除

支持Opaque , kubernetes.io/Service Account , kubernetes.io/dockerconfigjson三種類型

Secret可以以Volume或者環(huán)境變量的方式使用

Pod:集群調(diào)度基本單元

Pod :一個(gè)有特定關(guān)系的容器集合

Pod是集群中可以創(chuàng)建和部署的最小且最簡(jiǎn)的kubernetes對(duì)象單元

Pod也是一種封裝。它封裝了應(yīng)用容器，存儲(chǔ)資源、獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)IP以及決定容器如何運(yùn)行的策略選項(xiàng)

每個(gè)Pod中預(yù)置一個(gè)Pause容器，其名字空間、IPC資源、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)資源被Pod內(nèi)其他容器共享。Pod中的所有容器緊密協(xié)作，并且作為一個(gè)整體被管理、調(diào)度和運(yùn)行

Pod生命周期

Pod :一個(gè)非持久性實(shí)體

Namespace(名字空間)

Namespace，不僅僅是一個(gè)屬性，本身也是一個(gè)object

Namespace :用于將物理集群劃分為多個(gè)虛擬集群

Namespace間完全隔離，因此也常被用來隔離不同的用戶（及權(quán)限)

內(nèi)置三個(gè)Namespaces: default、kube-system和kube-public,Node和PersistentVolume不屬于任何namespace

Label(標(biāo)簽)

Label用于建立集群對(duì)象之間的靈活的、松耦合的多維關(guān)聯(lián)關(guān)系

一個(gè)label是一個(gè)鍵-值對(duì)，其中的key、value均由用戶自己定義

label可以附著在任何對(duì)象上，每個(gè)對(duì)象也可以有任意個(gè)標(biāo)簽。標(biāo)簽可在對(duì)象定義時(shí)附加上，也可以通過命令動(dòng)態(tài)管理標(biāo)簽

Label可以將有組織目的的結(jié)構(gòu)映射到集群對(duì)象上，從而形成一個(gè)與現(xiàn)實(shí)世界管理結(jié)構(gòu)同步對(duì)應(yīng)松耦合的、多維的對(duì)象管理結(jié)構(gòu)

Annotations(注解)

Annotations :可以將任意非標(biāo)識(shí)性元數(shù)據(jù)附加到對(duì)象上

Annotations也是以鍵值對(duì)形式呈現(xiàn)

◆工具和庫可以檢索到并使用這些Annotations元數(shù)據(jù)

將數(shù)據(jù)作為Annotation附著在對(duì)象上，有利于創(chuàng)建一些用于部署、管理和做內(nèi)部檢查的共享工具或客戶端

Kubernetes對(duì)象

Kubernetes對(duì)象∶是一種持久化的、用于表示集群狀態(tài)的實(shí)體

—種聲明式的意圖的記錄，一般使用yaml文件描述對(duì)象

Kubernetes集群使用Kubernetes對(duì)象來表示集群的狀態(tài)

通過API/kubectl管理Kubernetes對(duì)象

Node:工作負(fù)載節(jié)點(diǎn)

Node : Kubernetes集群中真正的工作負(fù)載節(jié)點(diǎn)

Kubernetes集群由多個(gè)Node共同承擔(dān)工作負(fù)載，Pod被分配到某個(gè)具體的Node上執(zhí)行

kubernetes通過node controller對(duì)node資源進(jìn)行管理。支持動(dòng)態(tài)在集群中添加或刪除Node

每個(gè)集群Node上都會(huì)部署Kubelet和Kube-proxy兩個(gè)組件

組件:Kubelet

Kubelet :

位于集群中每個(gè)Node上的非容器形式的服務(wù)進(jìn)程組件，Master和node之間的橋梁

處理Master下發(fā)到本Node上的Pod創(chuàng)建、啟停等管理任務(wù);向APIServer注冊(cè)Node信息

監(jiān)控本Node上容器和節(jié)點(diǎn)資源情況，并定期向Master匯報(bào)節(jié)點(diǎn)資源占用情況

組件:Kube-proxy

Kube-proxy:運(yùn)行在每個(gè)Node上

Service抽象概念的實(shí)現(xiàn)，將到Service的請(qǐng)求按策略(負(fù)載均衡)算法分發(fā)到后端Pod(Endpoint)上

默認(rèn)使用iptables mode實(shí)現(xiàn)

支持nodeport模式，實(shí)現(xiàn)從外部訪問集群內(nèi)的service

邏輯控制中心

Master

Kubernetes集群大腦，控制平面∶

所有集群的控制命令都傳遞給Master組件并在其上執(zhí)行

每個(gè)Kubernetes集群至少有一套Master組件（當(dāng)前默認(rèn):一個(gè))

每套master組件包括三個(gè)核心組件(apiserver, scheduler

和controller-manager)以及集群數(shù)據(jù)配置中心etcd

組件:API Server-核心

API Server :

集群控制的唯一入口，是提供Kubernetes集群控制RESTful API的核心組件

集群內(nèi)各個(gè)組件之間數(shù)據(jù)交互和通信的中樞

提供集群控制的安全機(jī)制(身份認(rèn)證、授權(quán)以及admission control)

組件:Scheduler

Scheduler :

通過API Server的Watch接口監(jiān)聽新建Pod副本信息，并通過調(diào)度算法為該P(yáng)od選擇一個(gè)最合適的Node

支持自定義調(diào)度算法provider

默認(rèn)調(diào)度算法內(nèi)置預(yù)選策略和優(yōu)選策略，決策考量資源需求、服務(wù)質(zhì)量、軟硬件約束、親緣性、數(shù)據(jù)局部性等指標(biāo)參數(shù)

組件:ControllerManager

ControllerManager :

集群內(nèi)各種資源controller的核心管理者

針對(duì)每一種具體的資源，都有相應(yīng)的Controller

保證其下管理的每個(gè)Controller所對(duì)應(yīng)的資源始終處于“期望狀態(tài)”。

組件:Etcd

Etcd :

Kubernetes集群的主數(shù)據(jù)庫，存儲(chǔ)著所有資源對(duì)象以及狀態(tài)

默認(rèn)與Master組件部署在一個(gè)Node上

Etcd的數(shù)據(jù)變更都是通過API Server進(jìn)行

架構(gòu)圖

yaml文件

1.service部署

創(chuàng)建服務(wù)：kubectl create -f hello-service.yaml --record

查看服務(wù)是否創(chuàng)建成功：kubectl get svc |grep hello-service

查看服務(wù)詳細(xì)信息：kubectl describe svc/hello-service

訪問該服務(wù)：curl ip+port/hello

在前臺(tái)啟動(dòng)一個(gè)訪問kube內(nèi)部的busybox容器：kubectl run -i --tty busybox --image=busybox --restart=Never

2.deployment部署

hello-deployment文件

3.請(qǐng)求的自動(dòng)負(fù)載均衡

4.服務(wù)伸縮

修改deployment文件的replicas

修改生效

日志

5.服務(wù)版本升級(jí)與回退

修改deployment文件版本

監(jiān)控pod升級(jí)過程：逐步替換

快速回滾上一版本：

容器編排管理平臺(tái)

Kubernetes作為容器管理平臺(tái)提供∶

以Pod(容器組)為基本的編排和調(diào)度單元以及聲明式的對(duì)象配置模型(控制器、configmap、secret等)

資源配額與分配管理

健康檢查、自愈、伸縮與滾動(dòng)升級(jí)

微服務(wù)支撐平臺(tái)

Kubernetes提供了對(duì)微服務(wù)的支撐︰

服務(wù)發(fā)現(xiàn)、服務(wù)編排與內(nèi)部路由支持

服務(wù)快速部署和自動(dòng)負(fù)載均衡

提供對(duì)“有狀態(tài)”服務(wù)的支持等

可移植的“云平臺(tái)”

Kubernetes提供∶

新一代應(yīng)用云化的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，成為面向云原生應(yīng)用的新可移植層，即新“云平臺(tái)"

為用戶提供簡(jiǎn)單且一致的容器化應(yīng)用部署、伸縮和管理機(jī)制，形成新的、通用的應(yīng)用云化模型

云廠商鎖定的問題得以解決，云應(yīng)用支持跨云遷移

Why Kubernetes

從生態(tài)圈角度∶

Google的業(yè)內(nèi)最成熟的容器編排管理經(jīng)驗(yàn)的輸出

2017年戰(zhàn)勝Docker Swarm和Apache Mesos，成為云原生應(yīng)用唯─值得綁定的容器編排管理平臺(tái)

傳統(tǒng)云平臺(tái)提供商的全面支持:Google k8s engine、Red Hat的OpenShift、Microsoft的Azure container service、IBM的cloud container service

從云應(yīng)用角度，Kubernetes帶來的好處∶

容器管理、調(diào)度和編排的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)∶擺脫鎖定，支持跨云

先進(jìn)的Workload管理之經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?Pod和Controllers

原生支持微服務(wù)抽象︰服務(wù)注冊(cè)、服務(wù)發(fā)現(xiàn)和自動(dòng)負(fù)載均衡

Kubernetes是什么?

Kubernetes是以Google內(nèi)部容器編排管理平臺(tái)Borg為原型的開源實(shí)現(xiàn)

一個(gè)容器編排管理平臺(tái)

一個(gè)微服務(wù)支撐平臺(tái)

一個(gè)可移植的“云平臺(tái)”

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虛擬化在20世紀(jì)60年代被提出

VMware虛擬機(jī)：提升計(jì)算機(jī)資源，降低使用成本

亞馬遜開啟基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)

以虛擬化方式部署敏感，機(jī)密的服務(wù)

平臺(tái)即服務(wù) PaaS

軟件即服務(wù) SaaS

容器化2013-至今

docker：容器新時(shí)代

與VM相比，容器具有開發(fā)交付流程操作對(duì)象同步、執(zhí)行更為高效、資源占用更為集約等優(yōu)勢(shì)。

計(jì)算基本單元由虛擬機(jī)變?yōu)榱巳萜鳎絹碓蕉鄳?yīng)用的構(gòu)建、部署與運(yùn)行選擇在容器中進(jìn)行。

云原生：初期2015-至今

基礎(chǔ)前提︰應(yīng)用的容器化和微服務(wù)化。容器，作為應(yīng)用部署、運(yùn)行和管理的基本單元;

CNCF,Kubernetes : 2015年

CNCF組織的成立為應(yīng)用上云安全地采用云原生模式提供了更穩(wěn)、更快、更安全的解決方案，其核心是Kubernetes。

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