Kubernetes K8s

1 Kubernetes入门及概念介绍

Kubernetes（K8s）是自动化容器操作的开源平台，这些操作包括部署，调度和节点集群间扩展。开源将Docker 看成Kubernetes内部使用的低级别组件。

Kubernetes不仅支持Docker，还支持Rocket,这是另一种容器技术。使用Kubernetes可以实现如下功能：

1）自动化容器的部署和复制；

2）随时扩展或收缩容器规模；

3）将容器组织成组，并且提供容器间的负载均衡；

4）很容易地升级应用程序容器的新版本；

5）提供容器弹性，如果容器失效就替换它等；

2 Kubernetes平台组件概念

Kubernetes集群中主要存在两种类型的节点：master、minion节点，minion节点为运行Docker容器的节点，负责和节点上运行的Docker进行交互，并且提供了代理功能。

Kubernetes Master：Master节点负责对外提供一系列管理集群的API接口，并且通过和Minion节点交互来实现对集群的操作管理。

Apiserver：用户和Kubernetes集群交互的入口，封装了核心对象的增删查改操作，提供了RESTFul风格的API接口，通过etcd来实现持久化并维护对象的一致性。

Scheduler：负责集群资源的调度和管理，例如当有pod异常退出需要重新分配机器时，scheduler通过一定的调度算法从而找到合适的节点。

Controller-manager:主要是用于保证relication Controller 定义的复制数量和实际运行的pod数量一致，另外还保证了从service到pod的映射关系总是最新的。

Kubelet：运行在minion节点，负责和节点上的Docker交互，例如启停容器，监控运行状态等。

Proxy：运行在minion节点，负责为pod提供代理功能，会定期从etcd获取service信息，并根据service信息通过修改iptables来实现流量转发最初的版本是直接通过程序提供转发功能，效率较低。）将流量转发到要访问的pod所在的节点上去。

Etcd：etcd是一个分布式一致性K-V存储系统数据库，可用于服务注册发现与共享配置储数据库，用来存储kubernetes的信息的，etcd组件作为一个高可用、强一致性的服务发现存储仓库，渐渐为开发人员所关注。

Flannel：Flannel是CoreOS团队针对Kubernetes设计的一个覆盖网络（Overlay Network）工具，Flannel目的就是为集群中的所有节点重新规划IP地址的使用规则，从而使得不同节点上的容器能够获得同属一个内网且不重复的IP地址，并让属于不同节点上的容器能够直接通过内网IP通信。

3 Kubernetes平台工作原理

1）Kubernetes集群是一组节点，这些节点可以是物理服务器或者虚拟机，在其上安装Kubernetes平台。

2）组件如下：
Pod；

Container(容器)；

Label(标签)；

Replication Controller（复制控制器）；

Service（服务）；

Node（节点）；

Kubernetes Master(Kubernetes主节点)；

3）Pod概念剖析

Pod安排在节点上，包含一组容器和卷。同一个Pod里的容器共享同一个网络命名空间，可以使用localhost互相通信，Pod是短暂的，不是持续性实体。你可能会有这些问题

如果Pod是短暂的，那么我怎么才能持久化容器数据使其能够跨重启而存在呢？ 是的，Kubernetes支持卷的概念，因此可以使用持久化的卷类型；

是否手动创建Pod，如果想要创建同一个容器的多份拷贝，需要一个个分别创建出来么？可以手动创建单个Pod，但是也可以使用Replication Controller使用Pod模板创建出多份拷贝，下文会详细介绍；

如果Pod是短暂的，那么重启时IP地址可能会改变，那么怎么才能从前端容器正确可靠地指向后台容器呢？这时可以使用

4）Lable概念剖析

一些Pod有Label（一个Label是attach到Pod的一对键/值对，用来传递用户定义的属性。例如你可能创建了一个"tier"和“app”标签，通过Label（tier=frontend, app=myapp）来标记前端Pod容器，使用Label（tier=backend, app=myapp）标记后台Pod。然后可以使用Selectors选择带有特定Label的Pod，并且将Service或者Replication Controller应用到上面。

5)Relication Controller剖析

是否手动创建Pod，如果想要创建同一个容器的多份拷贝，需要一个个分别创建出来么，能否将Pods划到逻辑组里？
Replication Controller确保任意时间都有指定数量的Pod“副本”在运行。

如果为某个Pod创建了Replication Controller并且指定3个副本，它会创建3个Pod，并且持续监控它们。如果某个Pod不响应，那么Replication Controller会替换它，保持总数为3如果之前不响应的Pod恢复了，现在就有4个Pod了，那么Replication Controller会将其中一个终止保持总数为3。如果在运行中将副本总数改为5，Replication Controller会立刻启动2个新Pod，保证总数为5。还可以按照这样的方式缩小Pod，这个特性在执行滚动升级时很有用。当创建Replication Controller时，需要指定两个东西：

Pod模板：用来创建Pod副本的模板

label:Replication Controller需要监控的Pod的标签

 4 Service概念剖析

如果Pods是短暂的，那么重启时IP地址可能改变，Service是定义一系列Pod以及访问这些Pod的策略的一层抽象。Service通过Label找到Pod组。因为Service是抽象的所以在表里通常看不到他们的存在。

5 Node概念

Node节点是物理或者虚拟机器，作为Kubernetes worker,通常称为Minion.每个节点都运行如下Kubernetes 关键组件。

Kubelet：是主节点代理；

kube-proxy：Service使用其将链接路由到Pod，

Docker或者Rocket:Kubernetes使用的容器技术来创建容器

6 Kubernetes Master概念

Kubernetes集群拥有一个Kubernetes Master。Kubernetes Master 提供集群的独特视角，并且拥有一系列组件，Kubernetes API Server。API Server提供可以用来和集群交互的REST端点。master节点包括用来创建和复制pod的Relication Controller.