一文入门Kubernetes

Kubernetes（通常缩写为K8S）是容器编排平台。

Kubernetes提供了支持复杂容器应用程序所需的一切。对于开发人员和运营人员来说，这是最便捷，最受欢迎的框架，几乎所有组织的DevOps团队都广泛使用它。

Kubernetes对计算机集群而言，就像操作系统对计算机而言。

为了方便管理和服务发现，Kubernetes将组成一个应用程序的容器分组为逻辑单元。这对于微服务应用程序特别有用。

尽管Kubernetes在Linux上运行，但它与平台无关，可以在裸机，虚拟机，云实例或OpenStack上运行。最新版本的Kubernetes已经支持在Windows上运行。

Kubernetes集群中的计算机或节点分为控制平面和工作负载平面。

Kubernetes 集群架构

Kubernetes集群由分为两组的节点组成：

• 一组master节点，它们承载着控制平面组件，它们是系统的大脑，因为它们控制着整个集群。
• 一组构成工作负载平面的工作节点，工作负载（或应用程序）在此运行。

这两个平面共同组成了Kubernetes集群。

Kubernetes Master 节点

这是Kubernetes控制面板或控制平面。这里做出有关集群的决策，例如调度和检测/响应集群事件。master服务器的组件可以在集群中的任何节点上运行。以下是每个关键组件的细分：

• API Server
• 集群数据存储 (etcd)
• Controller Manager
• Scheduler
• Dashboard (可选)

让我们逐一讨论这些组件。

API Server

这是Kubernetes控制面板中唯一用户可访问的API的组件，并且是你将与之交互的唯一主组件。 API Server公开了一个restful的Kubernetes API，并使用了JSON清单文件。

Kubernetes API Server公开了RESTful Kubernetes API。使用集群和其他Kubernetes组件的工程师通过此API创建对象。

集群数据存储

Kubernetes使用ETCD作为数据存储。这是一个一致性且高可用的键值存储，用于持久存储所有API对象。

由于API Server本身是无状态的，因此etcd分布式数据存储将持久保存通过API创建的对象。API Server 是与etcd通信的唯一组件。

Controller Manager

kube-controller manager，它运行所有处理集群中任务的控制器。这些包括节点控制器，副本控制器，端点控制器以及服务帐户和secret控制器。这些控制器中的每一个都单独工作以维持所需状态。

控制器使你通过API创建的对象按照想要的状态运行。它们中的大多数仅创建其他对象，但是有些还与外部系统通信（例如，通过其API的云提供商）。

Scheduler

调度程序监视新创建的Pod（一个或多个容器的组），并将其分配给节点。

调度程序决定每个应用程序实例应在哪个工作程序节点上运行。

master节点和工作节点的组件之间就是这样进行交互的。

Kubernetes 工作节点

master节点处理和管理集群，而工作节点运行容器并提供Kubernetes运行时环境。

主要组件有：

• Kubelet
• Container runtime
• Kube-proxy

让我们逐一讨论这些组件。

Kubelet

工作节点包含一个kubelet。这是主要的节点代理。它监视API服务器以查找已分配给其节点的Pod。 Kubelet执行任务并维护向主节点报告pod状态的反向通道。

Kubelet是与API Server进行对话并管理在其节点上运行的应用程序的代理。它通过API报告这些应用程序和节点的状态。

Container Runtime

每个pod内都有容器，kubelet通过Docker运行这些容器（拉取镜像，启动和停止容器等）。它还定期执行任何请求的容器活动性探测。它支持Docker和CRI-O等。

容器运行时，可以是Docker或与Kubernetes兼容的任何其他运行时。它按照Kubelet的指令在容器中运行你的应用程序。

Kube-proxy

这是节点的网络大脑，负责维护主机上的网络规则并执行连接转发。它还负责服务中所有Pod的负载平衡。

Kubernetes服务代理（Kube-proxy）对应用程序之间的网络流量进行负载平衡。

附加组件

大多数Kubernetes集群还包含其他几个组件。这包括DNS服务器，网络插件，日志记录代理等。

它们通常在工作节点上运行，但也可以配置为在master节点上运行。

Kubernetes 实战

将应用程序部署到Kubernetes中的步骤。

在部署应用程序时，将发生以下操作：

• 你将应用程序清单提交给Kubernetes API。 API Server将清单中定义的对象写入etcd。
• 控制器会注意到新创建的对象，并创建几个新对象。
• 调度程序将Pod分配给每个工作节点。
• Kubelet注意到已分配给自己的Pod。它通过Container Runtime运行应用程序实例。
• Kube-proxy会注意到，应用程序实例已准备就绪，可以接受来自客户端的连接并为其配置负载均衡器。
• Kubelet和控制器监视系统并保持应用程序运行。

Kubernetes 是 容器编排事实上的标准，当然在实际使用过程中，需要了解更多的知识点，本文希望可以帮助还没有接触过Kubernetes的小伙伴快速入门。

PS: 本文属于翻译，原文