（P1-P9）初窥kubernetes全貌

本文主要是介绍（P1-P9）初窥kubernetes全貌，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

文章目录

• • 1 docker容器技术
  • 2.2 kubernetes简介与功能
  • 3.kubernetes架构解析
  • 4.CNCF蓝图

1 docker容器技术

• Docker提供了一种将应用程序安全，隔离运行的一种方式，能够将应用程序依赖和库文件打包在一个容器中，后续再任何地方运行起来即可，其包含了应用程序所依赖相关环境，一次构建，任意运行（build once，run anywhere）
  

• Docker组成：
  Docker Daemon 容器管理组件，守护进程，负载容器，镜像，存储，网络等管理
  Docker Client 容器客户端，负责和Docker Daemon交互，完成容器生命周期管理
  Docker Registry 容器镜像仓库，负责存储，分发，打包
  Docker Object 容器对象，主要包含container和images
  容器给应用程序开发环境带来很大的便利，从根本上解决了容器的环境依赖，打包等问题，然而，

• Docker带来的容器打包的便利，同时也带来了以下的挑战：
  容器如何调度，分发
  多台机器如何协同工作
  Docker主机故障时应用如何恢复
  如何保障应用高可用，横向扩展，动态伸缩
  

2.2 kubernetes简介与功能

• Kubernetes是google开源的一套微服务，容器化的编排引擎，提供容器话应用的自动化部署，横向扩展和管理，是google内部容器十多年实战沉淀的结晶，已战胜Swarm，Mesos成为容器编排的行业标准。

• kuberntes内置有很多非常优秀的特性使开发者专注于业务本身，其包含的功能如下：
  

• Service discovery and load balancing，服务发现和负载均衡，通过DNS实现内部解析，service实现负载均衡

• Storage orchestration，存储编排，通过plungin的形式支持多种存储，如本地，nfs，ceph，公有云快存储等

• Automated rollouts and rollbacks，自动发布与回滚，通过匹配当前状态与目标状态一致，更新失败时可回滚

• Automatic bin packing，自动资源调度，可以设置pod调度的所需（requests）资源和限制资源（limits）

• Self-healing，内置的健康检查策略，自动发现和处理集群内的异常，更换，需重启的pod节点

• Secret and configuration management，密钥和配置管理，对于敏感信息如密码，账号的那个通过secret存储，应用的配置文件- 通过configmap存储，避免将配置文件固定在镜像中，增加容器编排的灵活性

• Batch execution，批处理执行，通过job和cronjob提供单次批处理任务和循环计划任务功能的实现

• Horizontal scaling,横向扩展功能，包含有HPA和AS，即应用的基于CPU利用率的弹性伸缩和基于平台级的弹性伸缩，如自动增加node和删除nodes节点。

• 参考：生产级别的容器编排系统，kubernetes入门到实战（一）初窥kubernetes全貌

3.kubernetes架构解析

• kube-apiserver 功能
  （1）k8s nodes上的所有请求都要经过apiserver
  （2）认证和授权
  （3）将数据写入etcd数据库

• etcd
  （1）etcd 是兼具一致性和高可用性的键值数据库
  （2）保存和持久化集群状态信息

• kube-scheduler
  （1）过滤：将满足条件的node筛选出来进行排序，最优的节点运行重启
  （2）调度策略：硬件/软件/策略约束、亲和性和反亲和性规范等

• kube-controller-manager
  这些控制器包括:
  节点控制器（Node Controller）: 负责在节点出现故障时进行通知和响应
  任务控制器（Job controller）: 监测代表一次性任务的 Job 对象，然后创建 Pods 来运行这些任务直至完成
  端点控制器（Endpoints Controller）: 填充端点(Endpoints)对象(即加入 Service 与 Pod)
  服务帐户和令牌控制器（Service Account & Token Controllers）: 为新的命名空间创建默认帐户和 API 访问令牌

• cloud-controller-manager
  （1）与公有云进行集成
  （2）下面的控制器都包含对云平台驱动的依赖：
  节点控制器（Node Controller）: 用于在节点终止响应后检查云提供商以确定节点是否已被删除
  路由控制器（Route Controller）: 用于在底层云基础架构中设置路由
  服务控制器（Service Controller）: 用于创建、更新和删除云提供商负载均衡器

• Node 组件
  （1）容器运行时（Container Runtime）
  容器运行环境是负责运行容器的软件。
  Kubernetes 支持多个容器运行环境: Docker、 containerd、CRI-O 以及任何实现 Kubernetes CRI (容器运行环境接口)。
  （2）kubelet
  kubelet创建和管理Container Runtime资源，k8s通过kubelet来判断node的健康状态，容器不健康会迁移；
  （3）kube-proxy
  实现 Kubernetes 服务（Service） 概念的一部分；
  通过iptables或lvs定义负载均衡的策略；
  暴露容器对外服务的实现；

• 附加插件（Addons）
  （1）DNS
  （2）Web 界面（Dashboard ）
  （3）容器资源监控
  监控系统用于采集node和pod的监控数据
  metric-server 核心指标监控
  prometheus 自定义指标监控，提供丰富功能
  heapster+influxdb+grafana 旧核心指标监控方案，现已废弃
  （4）集群层面日志
  日志采集系统，用于收集容器的业务数据,实现日志的采集，存储和展示，由EFK实现
  Fluentd 日志采集
  ElasticSearch 日志存储+检索
  Kiabana 数据展示

• 参考：Kubernetes 组件，

4.CNCF蓝图

• 云原生相关内容
  

• CNCF

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