Kubernetes 第一章 基础知识
Kubernetes是一个开源容器编排引擎，用于自动化容器化应用程序的部署，扩展和管理。开源项目由Cloud Native Computing Foundation（CNCF）托管。
Kubernetes是一个可移植，可扩展的开源平台，用于管理容器化工作负载和服务，有助于声明性配置和自动化。它拥有庞大，快速发展的生态系统。Kubernetes服务，具有广泛的工具和支持可用。
发展历程
传统部署时代： 早期，组织在物理服务器上运行应用程序。无法为物理服务器中的应用程序定义资源边界，这会导致资源分配问题。例如，如果在物理服务器上运行多个应用程序，则可能存在一个应用程序占用大部分资源的情况，因此其他应用程序将表现不佳。解决方案是在不同的物理服务器上运行每个应用程序。但是由于资源未得到充分利用，这并没有扩展，组织维护许多物理服务器的成本很高。
虚拟化部署时代：作为解决方案，引入了虚拟化。它允许您在单个物理服务器的CPU上运行多个虚拟机（VM）。虚拟化允许应用程序在VM之间隔离，并提供一定程度的安全性，因为另一个应用程序无法自由访问一个应用程序的信息。
虚拟化可以更好地利用物理服务器中的资源，并且可以实现更好的可扩展性，因为可以轻松添加或更新应用程序，降低硬件成本等等。
每个VM都是在虚拟化硬件之上运行所有组件（包括其自己的操作系统）的完整计算机。
容器部署时代：容器类似于VM，但它们具有宽松的隔离属性，可在应用程序之间共享操作系统（OS）。因此，容器被认为是轻质的。与VM类似，容器具有自己的文件系统，CPU，内存，进程空间等。当它们与底层基础架构分离时，它们可以跨云和OS分发进行移植。
容器越来越受欢迎，因为它们有很多好处。下面列出了一些容器优势：
- 敏捷应用程序创建和部署：与VM映像使用相比，增加了容器映像创建的简便性和效率。
- 持续开发，集成和部署：通过快速简便的回滚（由于映像不变性）提供可靠且频繁的容器映像构建和部署。
- Dev和Ops关注点分离：在构建/发布时而不是部署时创建应用程序容器映像，从而将应用程序与基础架构分离。
- 可观察性不仅可以显示操作系统级信息和指标，还可以显示应用程序运行状况和其他信号。
- 开发，测试和生产的环境一致性：在笔记本电脑上运行与在云中运行相同。
- 云和操作系统分发可移植性：在Ubuntu，RHEL，CoreOS，本地，Google Kubernetes引擎和其他任何地方运行。
- 以应用程序为中心的管理：提高在虚拟硬件上运行OS的抽象级别，以及使用逻辑资源在OS上运行应用程序。
- 松散耦合，分布式，弹性，解放的微服务：应用程序被分解为更小的独立部分，可以动态部署和管理 - 而不是在一台大型单一用途机器上运行的单片堆栈。
- 资源隔离：可预测的应用程序性能。
- 资源利用：高效率和高密度。
什么是Kubernetes
此页面是Kubernetes的概述。
Kubernetes是一个可移植，可扩展的开源平台，用于管理容器化工作负载和服务，有助于声明性配置和自动化。它拥有庞大，快速发展的生态系统。Kubernetes服务，支持和工具广泛可用。
Kubernetes这个名字源于希腊语，意思是舵手或飞行员。谷歌在2014年开放了Kubernetes项目.Kubernetes建立在谷歌拥有大量运行生产工作量的十五年经验的基础上，结合了社区中的最佳创意和实践。
回到过去
让我们来看看为什么Kubernetes如此有用，可以追溯到时间。
传统部署时代： 早期，组织在物理服务器上运行应用程序。无法为物理服务器中的应用程序定义资源边界，这会导致资源分配问题。例如，如果在物理服务器上运行多个应用程序，则可能存在一个应用程序占用大部分资源的情况，因此其他应用程序将表现不佳。解决方案是在不同的物理服务器上运行每个应用程序。但是由于资源未得到充分利用，这并没有扩展，组织维护许多物理服务器的成本很高。
虚拟化部署时代：作为解决方案，引入了虚拟化。它允许您在单个物理服务器的CPU上运行多个虚拟机（VM）。虚拟化允许应用程序在VM之间隔离，并提供一定程度的安全性，因为另一个应用程序无法自由访问一个应用程序的信息。
虚拟化可以更好地利用物理服务器中的资源，并且可以实现更好的可扩展性，因为可以轻松添加或更新应用程序，降低硬件成本等等。
每个VM都是在虚拟化硬件之上运行所有组件（包括其自己的操作系统）的完整计算机。
容器部署时代：容器类似于VM，但它们具有宽松的隔离属性，可在应用程序之间共享操作系统（OS）。因此，容器被认为是轻质的。与VM类似，容器具有自己的文件系统，CPU，内存，进程空间等。当它们与底层基础架构分离时，它们可以跨云和OS分发进行移植。
容器越来越受欢迎，因为它们有很多好处。下面列出了一些容器优势：
- 敏捷应用程序创建和部署：与VM映像使用相比，增加了容器映像创建的简便性和效率。
- 持续开发，集成和部署：通过快速简便的回滚（由于映像不变性）提供可靠且频繁的容器映像构建和部署。
- Dev和Ops关注点分离：在构建/发布时而不是部署时创建应用程序容器映像，从而将应用程序与基础架构分离。
- 可观察性不仅可以显示操作系统级信息和指标，还可以显示应用程序运行状况和其他信号。
- 开发，测试和生产的环境一致性：在笔记本电脑上运行与在云中运行相同。
- 云和操作系统分发可移植性：在Ubuntu，RHEL，CoreOS，本地，Google Kubernetes引擎和其他任何地方运行。
- 以应用程序为中心的管理：提高在虚拟硬件上运行OS的抽象级别，以及使用逻辑资源在OS上运行应用程序。
- 松散耦合，分布式，弹性，解放的微服务：应用程序被分解为更小的独立部分，可以动态部署和管理 - 而不是在一台大型单一用途机器上运行的单片堆栈。
- 资源隔离：可预测的应用程序性能。
- 资源利用：高效率和高密度。
为什么我需要Kubernetes以及它能做什么
容器是捆绑和运行应用程序的好方法。在生产环境中，您需要管理运行应用程序的容器并确保没有停机时间。例如，如果容器发生故障，则需要重新启动另一个容器。如果系统处理这种行为会不会更容易？
这就是Kubernetes拯救的方式！Kubernetes为您提供了一个弹性运行分布式系统的框架。它负责您的扩展要求，故障转移，部署模式等。例如，Kubernetes可以轻松管理系统的canary部署。
Kubernetes为您提供：
- 服务发现和负载平衡
Kubernetes可以使用DNS名称或使用自己的IP地址公开容器。如果容器的流量很高，Kubernetes能够负载均衡并分配网络流量，以便部署稳定。 - 存储编排
Kubernetes允许您自动安装您选择的存储系统，例如本地存储，公共云提供商等。 - 自动部署和回滚
您可以使用Kubernetes描述已部署容器的所需状态，并且可以以受控速率将实际状态更改为所需状态。例如，您可以自动化Kubernetes为您的部署创建新容器，删除现有容器并将所有资源用于新容器。 - 自动装箱
Kubernetes允许您指定每个容器需要多少CPU和内存（RAM）。当容器指定了资源请求时，Kubernetes可以更好地决定管理容器的资源。 - 自我修复
Kubernetes重新启动失败的容器，替换容器，杀死不响应用户定义的运行状况检查的容器，并且在它们准备好服务之前不会将它们通告给客户端。 - 密钥和配置管理
Kubernetes允许您存储和管理敏感信息，例如密码，OAuth令牌和ssh密钥。您可以部署和更新机密和应用程序配置，而无需重建容器映像，也不会在堆栈配置中暴露机密。
什么Kubernetes不能做的
Kubernetes不是一个传统的，包罗万象的PaaS（平台即服务）系统。由于Kubernetes在容器级而非硬件级运行，因此它提供了PaaS产品常用的一些通用功能，例如部署，扩展，负载平衡，日志记录和监控。但是，Kubernetes不是单片，而且这些默认解决方案是可选的和可插拔的。Kubernetes提供了构建开发人员平台的构建块，但在重要的地方保留了用户选择和灵活性。
Kubernetes：
- 不限制支持的应用程序类型。Kubernetes旨在支持各种各样的工作负载，包括无状态，有状态和数据处理工作负载。如果应用程序可以在容器中运行，那么它应该在Kubernetes上运行得很好。
- 不部署源代码并且不构建您的应用程序。持续集成，交付和部署（CI / CD）工作流程由组织文化和偏好以及技术要求决定。
- 不提供应用程序级服务，例如中间件（例如，消息总线），数据处理框架（例如，Spark），数据库（例如，mysql），高速缓存，也不提供集群存储系统（例如，Ceph）作为内置服务。这些组件可以在Kubernetes上运行，和/或可以通过便携式机制（例如Open Service Broker）在Kubernetes上运行的应用程序访问。
- 不指示记录，监视或警报解决方案。它提供了一些集成作为概念证明，以及收集和导出指标的机制。
- 不提供或授权配置语言/系统（例如，jsonnet）。它提供了一个声明性API，可以通过任意形式的声明性规范来实现。
- 不提供或采用任何全面的机器配置，维护，管理或自我修复系统。
- 此外，Kubernetes不仅仅是一个编排系统。事实上，它消除了编排的需要。业务流程的技术定义是执行已定义的工作流程：首先执行A，然后运行B，然后执行C.相反，Kubernetes由一组独立的，可组合的控制流程组成，这些流程不断地将当前状态驱动到所提供的所需状态。如何从A到C无关紧要。集中控制也不是必需的。这使得系统更易于使用，功能更强大，更强大，更具弹性，并且可扩展