k8s 集群基本概念

一、概述：

　　kubernetes是google开源的容器集群管理系统，提供应用部署、维护、扩展机制等功能，利用kubernetes能方便管理跨集群运行容器化的应用，简称：k8s（k与s之间有8个字母）

二、基本概念

　　Pod：若干相关容器的组合，Pod包含的容器运行在同一host上，这些容器使用相同的网络命令空间、IP地址和端口，相互之间能通过localhost来发现和通信。另外，这些容器还可共享一块存储卷空间。在k8s中创建，调度和管理的最小单位就是Pod，而非容器，Pod通过提供更高层次的抽象，提供了更加灵活的部署和管理模式；

• • k8s的基本操作单元，一个Pod由一个或多个容器组成，通常pod里的容器运行的相同的应用；
  • 同一pod包含的容器运行在同一host上，作为统一管理单元：
        同一pod 共享着相同的volumes， network命名空间， ip和port空间，这是通过Mapped Container做到的；
• • pid ns：处于同一pod中的应用可以看到彼此的进程
  • network ns：处于同一pod中的应用可以访问一样的ip和port空间
  • ipc ns：处于同一pod的应用可以用systemV ipc 或者posix消息队列进行通信
  • UTC ns：处于同一pod应用共用一个主机名

ReplicationController （RC）
• RC是用来管理Pod的，每个RC由一个或多个Pod组成；在RC被创建之后，系统将会保持RC中的可用Pod的个数与创建RC时定义的Pod个数一致，如果Pod个数小于定义的个数，RC会启动新的Pod，反之则会杀死多余的Pod。
• RC通过定义的Pod模板被创建，创建后对象叫做Pods（也可以理解为RC），可以在线修改Pods的属性，以实现动态缩减、扩展Pods的规模
• RC通过label关联对应的Pods，通过修改Pods的label可以删除对应的Pods在需要对Pods中的容器进行更新时，RC采用一个一个替换原则来更新整个Pods中的Pod；

• reschudeling: 维护pod副本，“多退少补”；即使是某些minion宕机

• scaling：通过修改rc的副本数来水平扩展或者缩小运行的pods
• Rolling updates:一个一个地替换pods来rolling updates服务；
• multiple release tracks：如果需要在系统中运行multiple release 服务，replication controller使用labels来区分multiple release tracks；

　　Label

• • Label是用于区分Pod、Service、RC的key/value键值对
  • Pod、Service、RC可以有多个label，但是每个label的key只能对应一个value
  • 整个系统都是通过Label进行关联，得到真正需要操作的目标

     Service

　　　　Service也是k8s的最小操作单元，是真实应用服务的抽象

　　　　Service通常用来将浮动的资源与后端真实提供服务的容器进行关联

　　　　Service对外表现为一个单一的访问接口，外部不需要了解后端的规模与机制

　　　　Service是定义在集群中一组运行Pod集合的抽象资源，它提供了所有相同的功能。当一个Service资源被创建后，将会分配一个唯一的IP（也叫做集群IP），这个IP地址将存在于Service的整个生命资源，Service一旦被创建，整个IP无法进行修改。

Pod可以通过Service进行通信，并且所有的通信将会通过Service自动负载均很到所有的Pod中的容器。

三、kubernetes组成　

　　k8s主要包括：

　　　　kubectl 客户端命令行工具：

　　　　　　将接收的命令，发送给kube-apiserver，作为对整个平台操作的入口。

　　　　kube-apiserver　REST API服务：

　　　　　　作为整个系统的控制入口，以REST API的形式公开，可以横向扩展在高可用的架构中。

　　　　kube-controller-manager 多个控制器的合体，用来执行整个系统中的后台任务，多个控制进程的合体：

• • Node Controller 负责整个系统中node up 或down的状态的响应和通知
  • Replication Controller 负责维持Pods中的正常运行的Pod的个数
  • Endpoints Controller 负责维持Pods和Service的关联关系
  • Service Account & Token Controllers负责为新的命名空间创建默认的账号和API访问的Token　　　　

　　　　kube-scheduler　任务调度、命令下发

　　　　　　负责监视新创建的Pods任务，下发至未分配的节点运行该任务

　　　　kube-proxy　网络代理转发：

　　　　　　kube-proxy运行在每个节点上，负责整个网络规则的连接与转发，使k8s中的service更加抽象化

　　　　kubelet　容器的管理

　　　　　　kubelet运行在每个节点上，作为整个系统的agent，监视着分配到该节点的Pods任务，负责挂载Pods所依赖的卷组，下载Pods的秘钥，运行Pods中的容器（通常是docker），周期获取所有容器的状态，通过导出Pod和节点的状态反馈给REST系统；

　　　　etcd 信息存储

　　　　flannel　IP地址的分配

四、k8s架构图