开发环境
| 名称 | 版本 |
|---|---|
| 操作系统 | Windows 10 X64 |
| VMware® Workstation 12 Pro | 12.0.0 build-2985596 |
| CentOS7 | CentOS Linux release 7.8.2003 (Core) |
| Linux | 3.10.0-1127.el7.x86_64 |
参考
| 名称 | 地址 |
|---|---|
| K8S 教程由浅入深-尚硅谷 | https://www.bilibili.com/video/BV1GT4y1A756 |
| K8S 教程由浅入深-尚硅谷-MarkDown 笔记 | https://gitee.com/moxi159753/LearningNotes/tree/master/K8S |
| K8S 中文官网 | https://kubernetes.io/zh |
| K8S 中文社区 | https://www.kubernetes.org.cn/ |
基础知识【必备】
课程简介
| 课程名称 | 详情 |
|---|---|
| 第一部分：K8S 基本概念 | |
| 第二部分：搭建 K8S 集群 | 1.基于集群部署工具 kubeadm 2.基于二进制包方式 |
| 第三部分：K8S 核心技术 | Pod 控制器 存储 Service 调度器 安全机制 RBAC 包管理工具 Helm |
| 第四部分：部署统一日志管理 | |
| 第五部分：部署性能监控平台 | |
| 第六部分：搭建高可用 K8S 集群 | |
| 第七部分：K8S 集群部署项目 | . |
kubernetes 基本介绍
kubernetes，简称 K8s，是用 8 代替 8 个字符“ubernete”而成的缩写。是一个开源的，用于管理云平台中多个主机上的容器化的应用，Kubernetes 的目标是让部署容器化的应用简单并且高效（powerful）,Kubernetes 提供了应用部署，规划，更新，维护的一种机制。
传统的应用部署方式是通过插件或脚本来安装应用。这样做的缺点是应用的运行、配置、管理、所有生存周期将与当前操作系统绑定，这样做并不利于应用的升级更新/回滚等操作，当然也可以通过创建虚拟机的方式来实现某些功能，但是虚拟机非常重，并不利于可移植性。
新的方式是通过部署容器方式实现，每个容器之间互相隔离，每个容器有自己的文件系统 ，容器之间进程不会相互影响，能区分计算资源。相对于虚拟机，容器能快速部署，由于容器与底层设施、机器文件系统解耦的，所以它能在不同云、不同版本操作系统间进行迁移。
容器占用资源少、部署快，每个应用可以被打包成一个容器镜像，每个应用与容器间成一对一关系也使容器有更大优势，使用容器可以在 build 或 release 的阶段，为应用创建容器镜像，因为每个应用不需要与其余的应用堆栈组合，也不依赖于生产环境基础结构，这使得从研发到测试、生产能提供一致环境。类似地，容器比虚拟机轻量、更“透明”，这更便于监控和管理。
Kubernetes 是 Google 开源的一个容器编排引擎，它支持自动化部署、大规模可伸缩、应用容器化管理。在生产环境中部署一个应用程序时，通常要部署该应用的多个实例以便对应用请求进行负载均衡。
在 Kubernetes 中，我们可以创建多个容器，每个容器里面运行一个应用实例，然后通过内置的负载均衡策略，实现对这一组应用实例的管理、发现、访问，而这些细节都不需要运维人员去进行复杂的手工配置和处理。
kubernetes 功能和架构
概述
Kubernetes 是一个轻便的和可扩展的开源平台，用于管理容器化应用和服务。通过 Kubernetes 能够进行应用的自动化部署和扩缩容。在 Kubernetes 中，会将组成应用的容器组合成一个逻辑单元以更易管理和发现。Kubernetes 积累了作为 Google 生产环境运行工作负载 15 年的经验，并吸收了来自于社区的最佳想法和实践。
K8s 功能
| 功能 | 描述 |
|---|---|
| 自动装箱 | 基于容器对应用运行环境的资源配置要求自动部署应用容器 |
| 自我修复(自愈能力) | 当容器失败时，会对容器进行重启 当所部署的 Node 节点有问题时，会对容器进行重新部署和重新调度 当容器未通过监控检查时，会关闭此容器直到容器正常运行时，才会对外提供服务 |
| 水平扩展 | 通过简单的命令、用户 UI 界面或基于 CPU 等资源使用情况，对应用容器进行规模扩大或规模剪裁 |
| 服务发现 | 用户不需使用额外的服务发现机制，就能够基于 Kubernetes 自身能力实现服务发现和负载均衡 |
| 滚动更新 | 可以根据应用的变化，对应用容器运行的应用，进行一次性或批量式更新 |
| 版本回退 | 可以根据应用部署情况，对应用容器运行的应用，进行历史版本即时回退 |
| 密钥和配置管理 | 在不需要重新构建镜像的情况下，可以部署和更新密钥和应用配置，类似热部署。 |
| 存储编排 | 自动实现存储系统挂载及应用，特别对有状态应用实现数据持久化非常重要存储系统可以来自于本地目录、网络存储(NFS、Gluster、Ceph 等)、公共云存储服务 |
| 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 |
应用部署架构分类
| 分类 | 描述 |
|---|---|
| 无中心节点架构 | GlusterFS |
| 有中心节点架构 | HDFS K8S |
k8s 集群架构
Kubernetes 集群架构与组件(http://docs.kubernetes.org.cn/251.html)
k8s 集群架构节点角色功能
K8S 架构主要包含两部分：Master（主控节点）和 node（工作节点）
Master Node（主控节点）
k8s 集群控制节点，对集群进行调度管理，接受集群外用户去集群操作请求；
Master Node 由 API Server、Scheduler、ClusterState Store（ETCD 数据库）和Controller MangerServer 所组成
| 名称 | 含义 |
|---|---|
| API Server | 集群统一入口，以 restful 风格进行操作，同时交给 etcd 存储提供认证、授权、访问控制、API注册和发现等机制 |
| scheduler | 节点的调度，选择 node 节点应用部署 |
| controller-manager | 处理集群中常规后台任务，一个资源对应一个控制器 |
| etcd | 存储系统，用于保存集群中的相关数据 |
Worker Node（工作节点）
集群工作节点，运行用户业务应用容器；
Worker Node 包含 kubelet、kube proxy 和 ContainerRuntime；
| 名称 | 含义 |
|---|---|
| Kubelet | 一个集群中每个节点上运行的代理，它保证容器都运行在 Pod 中 负责维护容器的生命周期，同时也负责 Volume(CSI) 和 网络(CNI)的管理 |
| kube-proxy | 提供网络代理，负载均衡等操作 |
K8S核心概念
| 名称 | 描述 |
|---|---|
| Pod | Pod 是 K8s 中最小的单元 一组容器的集合 共享网络【一个Pod中的所有容器共享同一网络】 生命周期是短暂的（服务器重启后，就找不到了） |
| Controller | 确保预期的pod副本数量【ReplicaSet】 无状态应用部署【Depoltment】(无状态就是指，不需要依赖于网络或者 ip) 有状态应用部署【StatefulSet】(有状态需要特定的条件) 确保所有的node运行同一个 pod 【DaemonSet】 一次性任务和定时任务【Job和CronJob】 |
| Service | 定义一组 pod 的访问规则 Pod的负载均衡，提供一个或多个Pod的稳定访问地址 支持多种方式【ClusterIP、NodePort、LoadBalancer】 可以用来组合 pod，同时对外提供服务 |
其它概念
| 名称 | 描述 |
|---|---|
| Volume | 声明在 Pod 容器中可访问的文件目录 可以被挂载到 Pod 中一个或多个容器指定路径下 支持多种后端存储抽象【本地存储、分布式存储、云存储】 |
| Deployment | 定义一组 Pod 副本数目，版本等 通过控制器【Controller】维持Pod数目【自动回复失败的Pod】 通过控制器以指定的策略控制版本【滚动升级、回滚等】 |
| label | 标签，用于对象资源查询，筛选 |
| Namespace | 命名空间，逻辑隔离 一个集群内部的逻辑隔离机制【鉴权、资源】 每个资源都属于一个 namespace 同一个 namespace 所有资源不能重复 不同 namespace 可以资源名重复 |
| API | 我们通过 Kubernetes 的 API 来操作整个集群 同时我们可以通过 kubectl 、ui、curl 最终发送 http + json/yaml 方式的请求给API Server，然后控制整个K8S集群，K8S中所有的资源对象都可以采用 yaml 或 json 格式的文件定义或描述 |