Kubernetes 学习笔记

概览

Kubernetes是容器集群管理系统，是一个开源的平台，可以实现容器集群的自动化部署、自动扩缩容、维护等功能。

特点

• 可移植: 支持公有云，私有云，混合云，多重云
• 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

传统的应用部署方式是通过插件或脚本来安装应用。这样做的缺点是不利于应用的升级更新、回滚等其它一系列复杂管理操作，当然通过创建虚机来扩展功能并不利于可移植性。

使用容器

新的方式是通过部署容器方式实现。相对于虚拟机能快速部署且能在不同云、不同版本操作系统间进行迁移。

特点

1. 快速创建部署应用：与VM虚拟机相比，容器镜像的创建更加容易。
2. 持续开发、集成和部署：提供可靠且频繁的容器镜像构建/部署，并使用快速和简单的回滚。
3. 开发和运行相分离：在build或者release阶段创建容器镜像，使得应用和基础设施解耦。
4. 开发，测试和生产环境一致性：在本地或外网（生产环境）运行的一致性。
5. 云平台或其他操作系统：可以在 Ubuntu、RHEL、 CoreOS、on-prem、Google Container Engine或其它任何环境中运行。
6. Loosely coupled，分布式，弹性，微服务化：应用程序分为更小的、独立的部件，可以动态部署和管理。
7. 资源隔离
8. 资源利用：更高效

Kubernetes

主要功能

• 存储系统挂载
• 应用健康检测
• 应用实例的复制
• Pod自动伸缩扩展
• 负载均衡
• 资源监控
• 日志访问
• 调试应用程序

组件

Master组件

概览

1. Master组件提供集群的管理控制中心。
2. 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。

包含组件

1. kube-apiserver：暴露所有资源请求接口
2. ETCD：存储系统
3. kube-scheduler：监视新创建没有分配到Node的Pod，为Pod选择一个Node。
4. 容器资源监测：提供一个UI浏览监控数据。
5. Cluster-level Logging：负责保存容器日志，搜索/查看日志。
6. kube-controller-manager：后台线程管理器

它们是集群中处理常规任务的后台线程。逻辑上，每个控制器是一个单独的进程，但为了降低复杂性，它们都被编译成单个二进制文件，并在单个进程中运行。

功能
- 节点控制器
- 路由控制器
- Service控制器
- 卷控制器

Node组件

1. kubelet：节点代理
2. kube-proxy：连接转发实现服务抽象
3. docker：运行容器
4. RKT：docker的替代方案
5. supervisord：轻量级监控系统
6. fluentd：守护进程，提供cluster-level logging

Kubernetes对象

Kubernetes对象是Kubernetes系统中的持久化实体，用于记录容器化正在运行的状况、应用可用的资源、应用的运行策略等。可以用Kubernetes API管理。
数据结构

• Object Spec: 描述了对象所需的状态，比如希望启动3个Pod
• Object Status: 描述了对象的实际状态，比如实际也启动了3个Pod

yaml文件结构

apiVersion: apps/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
spec:
  replicas: 3
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.7.9
        ports:
        - containerPort: 80

字段解释

• apiVersion: 创建对象的Kubernetes API 版本
• kind: 要创建什么样的对象
• metadata: 具有唯一标示对象的数据，包括 name（字符串）、UID和Namespace（可选项）

Namespaces的使用

用于划分资源管理空间，不同空间具有不同的用途。对于稍有不同用途的资源没必要区分。
使用 kubectl命令可以直接创建
创建

$ kubectl create namespace new-namespace

删除

$ kubectl delete namespaces new-namespace

查看

$ kubectl get namespaces

Labels 和 Selectors

label:label其实是一对 key/value。
labels Selectors:标签选择器。通过标签选择器，客户端/用户 能方便辨识出一组对象。

Annotations

Annotations不用于标识和选择对象。可以将一些其它的元数据放入Annotations，其也是Key/Value格式

"annotations": {
  "key1" : "value1",
  "key2" : "value2"
}

Volume

存在于pod的卷，可挂载到指定位置
作用：

1. 当容器重启时，保证磁盘文件不丢失
2. 容器之间文件共享

Volume具有自己的生命周期，其生命周期比pod中运行的任何容器都要持久。

Node

节点
状态信息：

• Addresses
• Condition: 描述所有running节点状态
• Capacity: CPU、内存和可以调度到节点上的最大pod数。
• Info: 节点基础信息

Pod

ubernetes创建或部署的最小且最简单的基本单位，一个Pod代表集群上正在运行的一个进程。
Node结构图