K8S理论篇----K8S的概述
文章目录
- Kubernetes的概述:
- 一.Kubernetes是什么
- 二.Kubernetes特性
- 三.自动部署的方式
- 蓝绿部署
- 灰度部署(俗称金丝雀)
- 四.Kubernetes集群架构与组件
- 五.Kubernetes核心概念
- 六.官方提供的三种部署方式
- 七.Flannel容器集群网络部署
Kubernetes的概述:
一.Kubernetes是什么
●Kubernetes是Google在2014年开源的一个容器集群管理系统,Kubernetes简称K8S
●K8S用于容器化应用程序的部署,扩展和管理
●K8S提供了容器编排,资源调度,弹性伸缩,部署管理,服务发现等一系类功能
●Kubernetes目标是让部署容器化应用简单高效
二.Kubernetes特性
●自我修复:
- 在节点故障时重新启动失败的容器,替换和重新部署,保证预期的副本数量;杀死健康检查失败容器,并且在未准备之前不会处理客户端请求,确保上线服务不中断,
●弹性伸缩:
- 使用命令,UI或者基于CPU使用情况自动快速扩容和伸缩应用程序实例,保证应用业务高峰并发时的高可用性:业务低峰时回收资源,以最小成本运行服务
●自动部署和回滚:
- K8S采用滚动更新策略更新应用,一次更新一个Pod,而不是同时删除所有Pod,如果更新过程中出现问题,将回滚更改,确保升级不受影响业务
●服务发现和负载均衡:
- K8S为多个容器提供一个统一访问入口(内部IP地址和一个DNS名称),并且负载均衡关联的所有容器,使得用户无需考虑容器IP问题。
●机密和配置管理:
- 管理机密数据和应用程序配置,而不需要把敏感数据暴露在镜像里,提高敏感数据安全性。并可以将一些常用的配置存储在K8S中,方便应用程序使用
●存储编排:
- 挂载外部存储系统,无论是来自本地存储,公有云(如AWS),还是网络存储(如NFS,GlusterFS,Ceph)都作为集群资源的一部分使用,极大提高存储使用灵活性
●批处理:
- 提供一次性任务,定时任务,满足批量数据处理和分析的场景
三.自动部署的方式
蓝绿部署
●分为两个可用区,当进行更新时,会先停止可用区A的容器并更新,不会停掉B区的功能,让服务区B的容器去接待服务,当A区更新完毕测试能否通过负载均衡调度A区的主机,如果A区的主机能够进行访问,会将B区主机停止去更新,让A区上线
灰度部署(俗称金丝雀)
就是滚动式更新;适用于在线节点不能断的,体量大的
- 滚动更新的部署方式:先创建一个新容器,将第一个旧容器换下来,将新容器换上去,然后再去更新第二个容器,滚动更新会出现有人访问的是旧网站,有人访问的是新网站,这是很正常的现象,但时间不会很长,因为在更新
四.Kubernetes集群架构与组件
master端:
●Kubectl:管理人员操作的命令,提供服务的是node节点里面跑的container容器
●管理员访问入口:
●Auth:对管理员进行身份验证(验证是否具备管理权限)
●API Server:核心;管理端的唯一访问入口,所有的node节点安排都听从API Server,它是一种node节点管理和任务分配机制;各组件协调者,以RESTful API提供接口服务,所有对象资源的增删改查和监听操作都交给APIServer处理后再提交给Etcd存储;有一个点注意:当API Server宕掉后,只要后面node节点没宕掉,客户还是可以访问的
●Etcd:分布式键值存储系统。用于保存集群状态数据,比如Pod Server等对象信息
理解为记账本(记录集群的所有信息)具有自动发现的功能,当创建一个新的资源信息,但是Etcd里面没有记录了,那就是API出现了问题
●Controller-manager:控制资源的定义(无状态还是有状态),处理集群中常规后台任务,一个资源对应一个控制器,而ControllerManger就是负责管理这些控制台的
●Scheduler:调度器(调度算法):根据调度算法为新创建的Pod选择一个Node节点,可以任意部署,可以部署再同一个节点上,也可以部署在不同的节点上;理解为:资源创建好后,API交给它,让他监测后面节点的状况,对健康状态进行统计,然后通过调度算法决定分配任务给后面的某个节点,并且告诉API服务适合创建在哪个节点上,API会再次将信息记录在Etcd当中,注意:当人为指定了服务创建在哪个节点,就不需要scheduler去调度
node端:
●客户端访问的入口:
●Kubelet:master端的执行代理,是Master在Node节点上的Agent,管理本机运行容器的生命周期,比如创建容器,Pod挂载数据卷,下载secret,获取容器和节点状态等工作。kubelet将每个Pod转换成一组容器
●Pod:基本管理单元可以理解为容器的集合;一个Pod可以跑多个容器,但是生产环境中一个POD只跑一个容器;管理docker容器的
●Kube-proxy:在Node节点上实现Pod网络代理,维护网络规划和四层负载均衡工作
●Docker或rocket:容器引擎,运行容器
五.Kubernetes核心概念
●Pod:
- 最小部署单元
- 一个组容器的集合
- 一个Pod中的容器共享网络命名空间
- Pod是短暂的,没有重启的说法
●Controllers:
- ReplicaSet:确保预期的Pod副本数量
- Deployment:无状态应用部署
- StatefulSet:有状态应用部署
- DaemonSet:确保所有Node运行同一个Pod
- Job:一次性任务
- Cronjob:定时任务
- 更高级层次对象,部署和管理Pod
●Service:
- 防止Pod失联
- 定义一组Pod的访问策略
●Label:
- 标签,附加到某个资源上的,用于关联对象,查询和筛选
●Namespaces:
- 命名空间,将对象逻辑上隔离
●Annotations:
- 注释
六.官方提供的三种部署方式
●Minikube
- Minikube是一个工具,可以在本地快速运行一个单点的kubernetes,仅用于尝试kubernetes或日常开发的用户使用
●Kubeadm
- Kubeadm也是一个工具,提供kubeadm init和kubeadm join,用于快速部署kubernetes集群
●二进制包
- 推荐,从官下载发行版的二进制包,手动部署每个组件,组成kubernetes集群
●自签SSL证书
●Node安装Docker
七.Flannel容器集群网络部署
●Overlay Network:覆盖网络,在基础网络上叠加的一种虚拟网络技术模式,该网络中的主机通过虚拟链路连接起来,真实的物理网络基础上架出虚拟网络
●VXLAN:将源数据包装封装到UDP,并使用基础网络的IP/MAC作为外层报文头进行封装,然后在以太网上传输,到达目的地后由隧道端点解封装并将数据发送给目标地址
●Flannel:是Overlay网络的一种,也是将数据包封装在另一个网络包里面进行路由转发和通信,目前已经支持UDP,VXLAN,AWS VPC和GCE路由等数据转发方式
●容器封装过程:
1.现在有一个有效数据:“hellow world”;传给对方节点的容器,必须先封装IP包头(属于虚拟网络)flannel帮忙封装的,前面会有虚拟IP对应的MAC地址封装;(这种也是同一节点的两个容器互通的过程)
2.和其他节点的容器通讯,就需要再封装一层物理IP(ens33网络地址)+物理IP对应的MAC地址
3.到目标节点时,就会将物理层脱掉,留下flannel能识别的信息
4.flannel组件会将虚拟IP的那层脱掉,之后就剩下有效数据
所以真正的有效数据只有后面三层
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