Kubernetes 基本概念介绍

什么是Kubernetes?

      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。

      如果你曾经用过Docker容器技术部署容器,那么可以将Docker看成Kubernetes内部使用的低级别组件。

      Kubernetes不仅仅支持Docker,还支持Rocket,这是另一种容器技术。


使用Kubernetes可以:

  • 自动化容器的部署和复制

  • 随时扩展或收缩容器规模

  • 将容器组织成组,并且提供容器间的负载均衡

  • 很容易地升级应用程序容器的新版本

  • 提供容器弹性,如果容器失效就替换它,等等...

 

 

 

cluster 

 

       集群是一组节点,这些节点可以是物理服务器或者虚拟机,上面安装了Kubernetes平台。

      一组 node 需要被集中管理,统一叫一个cluster。      

一个cluster有一个 master 和多个 node,每个 node 里面有一个kubelet用来服从master调度并管理 node本身。

Kubernetes 基本概念介绍

 

下图展示一个典型的Kubernetes架构图。

使用特别的图标表示Service和Label:

  • Pod

  • Container(容器)

  • Label(Kubernetes 基本概念介绍)(标签)

  • Replication Controller(复制控制器)

  • Service(Kubernetes 基本概念介绍)(服务)

  • Node(节点)

  • Kubernetes Master(Kubernetes主节点)

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Replication Controller

       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.如下面的动画所示:

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       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:

  1. Pod模板:用来创建Pod副本的模板

  2. Label:Replication Controller需要监控的Pod的标签。


现在已经创建了Pod的一些副本,那么在这些副本上如何均衡负载呢?

我们需要的是Service。

 

 

 

service 


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

      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,所以在图表里通常看不到它们的存在,这也就让这一概念更难以理解。

       现在,假定有2个后台Pod,并且定义后台Service的名称为‘backend-service’,lable选择器为(tier=backend, app=myapp)。backend-service 的Service会完成如下两件重要的事情:

  • 会为Service创建一个本地集群的DNS入口,因此前端Pod只需要DNS查找主机名为 ‘backend-service’,就能够解析出前端应用程序可用的IP地址。

  • 现在前端已经得到了后台服务的IP地址,但是它应该访问2个后台Pod的哪一个呢?Service在这2个后台Pod之间提供透明的负载均衡,会将请求分发给其中的任意一个(如下面的动画所示)。通过每个Node上运行的代理(kube-proxy)完成。这里有更多技术细节。


下述动画展示了Service的功能。

 

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当一个 node 挂了时,上面的 pod 及 pod 里面的 container 也自然都挂了。为了死不掉,需要有个 pod 上层的抽象,pod 挂了,service 还在。service 通过如下几种方式暴露出来。

 

  • ClusterIP (default),cluser 的内网ip,只能此cluster内可见;

  • NodePort,端口 NAT 到 cluster 外面;

  • LoadBalancer,在 cluster 外面搞个 LB 并分配个外面可见的固定IP给LB;

  • ExternalName,类似 CNAME 方式;

     

 

node

一个物理机器,或一个虚拟机(KVM类型,而不是容器类型),将虚拟机作为 node 一般是历史原因,或是为了彻底隔绝杜绝安全问题。

 

 

app containers 

一个 node 里面可以有一个或多个容器化的应用程序,即app container。可以简单认为就是docker容器。

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pod 

多个 app containers 之间可能需要共享硬盘,或共享同一个ip,这样一组app containers合起来叫一个 pod。典型应用如:一个容器不停产生日志到本地硬盘,另一个容器不停读本地硬盘并上传日志到日志服务器。

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deployment 

配置 yaml 格式,存在 master 上,当机器故障或需要横向 scale 时或需要更新 binary 时,master 根据配置搞定一切。

 

 

一张图总结下

 

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