k8s架构与原理介绍

K8s概述

目录

• K8s概述
• 1、什么是K8s
• 2、K8s 设计架构
• 3、 k8s重要节点描述
• 4、 过程原理:
• 5、 k8s的核心功能
• 6、 k8s的历史
• 7、 k8s的安装方式
• 8、 k8s的应用场景

​ 我清晰地记得曾经读到过的一篇博文，上面是这样写的:

​ “云端教父AWS云端架构策略副总裁Adrian Cockcroft曾指出，两者虽然都是运用容器技术，但最大的差异是，Docker是要解决应用程序开发（Developing）问题，而Kubernetes是要解决更上层的应用程序运维问题（Operation）。开发问题是早期的痛点，但随着企业越来越依赖容器技术，内部应用越来越多是云原生应用时，运维会是企业IT的新痛点。”大佬的一番话，明确地指出K8S的生存土壤！

学习一项技术，除了需要明确这项技术的应用场景和发展方向之外，最主要的是理解她的工作原理。

1、什么是K8s

• k8s是一个docker集群的管理工具

• k8s是容器的编排工具

  Kubernetes(k8s)是Google开源的容器集群管理系统（谷歌内部:Borg），目前已经成为容器编排一个标准。在Docker技术的基础上，为容器化的应用提供部署运行、资源调度、服务发现和动态伸缩、高可用等一系列完整功能，提高了大规模容器集群管理的便捷性

  　Kubernetes优势:

  • 容器编排
  • 轻量级
  • 开源
  • 弹性伸缩
  • 负载均衡

2、K8s 设计架构

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：

3、 k8s重要节点描述

master节点

Master 是 Cluster 的大脑，它的主要职责是调度，即决定将应用放在哪里运行。Master 运行 Linux 操作系统，可以是物理机或者虚拟机。为了实现高可用，可以运行多个 Master。

node节点

Node 的职责是运行容器应用。Node 由 Master 管理，Node 负责监控并汇报容器的状态，并根据 Master 的要求管理容器的生命周期。Node 运行在 Linux 操作系统，可以是物理机或者是虚拟机。

4、 过程原理:

1. 用户通过kubectl提交需要运行的docker container(pod);
2. master节点的api server把请求存储在etcd数据库中;
3. scheduler调度器进行扫描 ,将合适的node节点机器分配出去;
4. node节点的kublet找到自己要跑的container,在本机上运行

5、 k8s的核心功能

自愈: 重新启动失败的容器，在节点不可用时，替换和重新调度节点上的容器，对用户定义的健康检查不响应的容器会被中止，并且在容器准备好服务之前不会把其向客户端广播。

弹性伸缩: 通过监控容器的cpu的负载值,如果这个平均高于80%,增加容器的数量,如果这个平均低于10%,减少容器的数量

服务的自动发现和负载均衡: 不需要修改您的应用程序来使用不熟悉的服务发现机制,Kubernetes 为容器提供了自己的 IP 地址和一组容器的单个DNS 名称，并可以在它们之间进行负载均衡。

滚动升级和一键回滚: Kubernetes 逐渐部署对应用程序或其配置的更改，同时监视应用程序运行状况，以确保它不会同时终止所有实例。 如果出现问题，Kubernetes会为您恢复更改，利用日益增长的部署解决方案的生态系统。

私密配置文件管理: web容器里面,数据库的账户密码(测试库密码)

6、 k8s的历史

• 2014年 docker容器编排工具，立项

• 2015年7月 发布kubernetes 1.0, 加入cncf基金会 孵化

• 2016年，kubernetes干掉两个对手，docker swarm，mesos marathon 1.2版

• 2017年 1.5 -1.9

• 2018年 k8s 从cncf基金会 毕业项目1.10 1.11 1.12

• 2019年： 1.13, 1.14 ，1.15,1.16 1.17

• cncf :cloud native compute foundation 孵化器

  kubernetes （k8s）: 希腊语 舵手，领航者 容器编排领域，

  谷歌15年容器使用经验，borg容器管理平台，使用golang重构borg，kubernetes

7、 k8s的安装方式

1. yum安装 1.5 最容易安装成功，最适合学习的

2. 源码编译安装---难度最大 可以安装最新版

3. 二进制安装---步骤繁琐 可以安装最新版 shell,ansible,saltstack

4. kubeadm 安装最容易, 网络 可以安装最新版

5. minikube 适合开发人员体验k8s, 网络

8、 k8s的应用场景

k8s最适合跑微服务项目!

微服务:一个功能一个站点,一个功能就是一个域名

微服务相当于拆业务,将一个网站拆成很多个小网站

微服务的好处: 支持更大的用户访问量,业务的稳定性更强,代码的更新和发布更加快捷

微服务对于运维的影响:工作量变大,因为架构多需要ansible自动化代码上线.ELK日志分析处理,微服务部署复杂度,维护工作量变大很多 开发环境一套微服务,测试环境一套微服务,预生产环境一套微服务,生产环境一套微服务,工作量倍增,所以需要docker快速部署微服务,docker多的时候用k8s解决docker的管理问题