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kubernetes从入门到放弃1-初识k8s

什么是k8s?

k8s的全称是 kubernetes ,而k8s的由来是因为字母 k 和 s 之间,有8个字母,所以称之为k8s,官方对k8s的解释如下:

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。

通过Kubernetes你可以:

  • 快速部署应用
  • 快速扩展应用
  • 无缝对接新的应用功能
  • 节省资源,优化硬件资源的使用

我们的目标是促进完善组件和工具的生态系统,以减轻应用程序在公有云或私有云中运行的负担。

k8s的前身是谷歌内部使用的Borg系统的开源版,用go语言重构后,捐赠给了开源基金会,现在已经成为容器编排技术的主流。

在说k8s的架构之前,先看下Borg的架构:

  • BorgMaster是整个集群的大脑,负责维护整个集群的状态,并将数据持久化到Paxos存储中;
  • Scheduer负责任务的调度,根据应用的特点将其调度到具体的机器上去;
  • Borglet负责真正运行任务(在容器中);
  • borgcfg是Borg的命令行工具,用于跟Borg系统交互,一般通过一个配置文件来提交任务

Kubernetes架构

Kubernetes借鉴了Borg的设计理念,比如Pod、Service、Labels和单Pod单IP等。Kubernetes的整体架构跟Borg非常像,如下图所示

Kubernetes主要由以下几个核心组件组成:

  • etcd保存了整个集群的状态;
  • apiserver提供了资源操作的唯一入口,并提供认证、授权、访问控制、API注册和发现等机制;
  • controller manager负责维护集群的状态,比如故障检测、自动扩展、滚动更新等;
  • scheduler负责资源的调度,按照预定的调度策略将Pod调度到相应的机器上;
  • kubelet负责维护容器的生命周期,同时也负责Volume(CVI)和网络(CNI)的管理;
  • Container runtime负责镜像管理以及Pod和容器的真正运行(CRI);
  • kube-proxy负责为Service提供cluster内部的服务发现和负载均衡;

分层架构

Kubernetes设计理念和功能其实就是一个类似Linux的分层架构,如下图所示

  • 核心层:Kubernetes最核心的功能,对外提供API构建高层的应用,对内提供插件式应用执行环境
  • 应用层:部署(无状态应用、有状态应用、批处理任务、集群应用等)和路由(服务发现、DNS解析等)
  • 管理层:系统度量(如基础设施、容器和网络的度量),自动化(如自动扩展、动态Provision等)以及策略管理(RBAC、Quota、PSP、NetworkPolicy等)
  • 接口层:kubectl命令行工具、客户端SDK以及集群联邦
  • 生态系统:在接口层之上的庞大容器集群管理调度的生态系统,可以划分为两个范畴
    • Kubernetes外部:日志、监控、配置管理、CI、CD、Workflow、FaaS、OTS应用、ChatOps等
    • Kubernetes内部:CRI、CNI、CVI、镜像仓库、Cloud Provider、集群自身的配置和管理等

k8s的优势是什么,为什么要用k8s?

  1. k8s架构灵活、部署简单、扩展简单
  2. 可实现业务高可用和自愈功能
  3. 滚动更新机制,实现业务热升级、且可以秒级回滚
  4. 轻松实现灰度发布功能
  5. 社区活跃,版本迭代快速

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