K8S理论

kubernetes：8个字母省略，就是k8s

自动部署自动扩展和管理容器化部署的应用程序的一个开源系统

k8s是负责自动化运维管理多个容器化程序的集群，是一个功能强大的容器编排工具

分布式和集群化的方式进行容器化管理

版本有1.15 .1.18 .1.20

一般就是用1.20

k8s是google的borg系统作为原型，后期经go语言编写的开源软件

已经有docker微服务，可以满足微服务的使用，为什么还要使用k8s呢，

1、传统的部署方式：一般意义的二进制部署，安装-运行-运行-维护，需要专业的人员，如果除了故障还

2、容器化部署，我们可以用dockerfile编写好自定义的容器，只要运行随时都可以run起来，随时基于镜像都可以运行，数量少，还能管的过来，数量一旦太多，管理起来太复杂，docker一般是单机运行，没有高可用。

k8s的作用：简单，而且是高效的部署容器化应用

1、解决了docker的单机部署和无法集群化的特点

2、解决了随着容器数量的增加，对应增加的管理成本

3、容器的高可用，提供了一种容器自愈机制

4、解决了容器没有预设模板，以及无法快速，大规模部署，已经大规模的容器调度

5、k8s提供了集中化配置管理的中心

6、解决了容器的生命周期的管理工具

7、提供了图形化工具，可以用图形化工具进行管理

需要从新人工拉起来，而且业务量增大，只能水平的拓展，再部署一个

k8s的特性

1、弹性伸缩：可以基于命令，或者图形化界面，以及cpu的使用情况自动的扩容和缩容，自动的对部署的程序进行扩容和缩容，以最小的成本运行服务

2、自我修复：出现节点故障，可以自动重新启动失败的容器，替换和重新部署

3、服务发现和负载均衡：k8s为多个容器提供一个统一的访问入口（内部地址和一个内部dns名称），自动负载均衡关联的所有容器。

4、自动发布和回滚：k8s采用滚动的策略更新应用。

nginx-1 先更新1，最新的版本，如果更新过程中有问题，可以根据回滚点进行回滚

nginx-2 更新2，如果1访问有问题，会自动回滚到上一个版本

nginx-3

5、集群化配置管理和密钥管理

k8s集群内的各个组件都是进行密钥对验证的。但是k8s的安全性不够，核心的业务不建议部署，建议部署些自定义应用，像mysql和nginx最好不要部署在k8s

6、存储编排

1、可以自动化的把容器部署在节点上

2、也可以通过命令行或者yml文件(自定义pod（容器）)实现指定节点部署

3、也可以通过网路存储 NFS gfs

7、任务进行批次处理，提供一个性任务，也可以提供定时任务，满足存储需要批量处理和分析的场景

k8s的核心组件

1、kube-apiserver:k8s集群之中每个组件都是要靠密钥对进行验证，组件之间的通信apiserver来进行解决，API是应用接口服务，k8s的所有请求和调配也能够操作都是kube-apiserver来进行完成。所有对象资源增删改查和资源之间监听的操作都是kube-apiserver处理完之后交给etcd来进行存储

2、api-server是k8s所有请求的入口服务，api-server接收k8s的所有请求（命令行和图形化界面），然后根据用户的具体请求，通知对应的组件展示或者运行命令

APiserver相当于整个集群的大脑来调度整个集群的资源

3、kube-controller-manager：运行管理控制器，是k8s集群中处理的

常规任务的后台线程，是集群中所有资源的对象的自动化控制中心，一个资源对应一个控制器,controller-manager负责来管理这些控制器

(1)node controller(节点控制器)：负责节点的发现以及节点的故障的发现和响应

(2)relication controller(副本控制器):控制关联pod的副本数，可以随时扩缩容

(3)Endpoints controller（端点控制器），监听services和对应pod的副本变化，理解为端点就是服务暴露出的访问点，要访问这个服务必须要知道他的Endpoints，通信的方式就是内部每个服务的ip地址+端口

4、service account和roken controllers(服务账户和令牌控制),为命名空间创建默认的账户和API访问令牌，每个命名空间都是资源隔离

kube-system

namespace:访问不同的命名空间

5、resourcequota controller(资源控制器):可以对命名空间的资源使用进行控制，也可以对pod的资源进行控制

6、namespace controller(命名空间控制器):管理命名空间的生命周期

7、service controller(服务节点控制器):k8s集群和外部的主机之间的接口控制器

3、kube-scheduler(资源调度组件):核心作用就是根据调度算法为新创建的pod选择一个合适的node节点。可以理解为k8s的所有node节点的调度器，部署和调度node

有预先策略：人工定制，指定的node节点上部署

和优先策略：会有限制条件，根据调度算法选择要给合适的node，根据一些限制条件如资源情况、node资源控制的情况，选一个资源最富裕，资源最小的node来部署

4、ETCD:是k8s的存储服务，是一个分布式的键值存储系统(key:value)，存储k8s的关键配置和用户配置，其他组件如何来调用，先通过APIserver调用etcd当中的存储信息，然后在实施，在整个集群当中，能对etcd存储进行读写权限的，只有API-server。

node组件：

1、kubelet:node节点的监视器，以及master节点的通讯器，也可以理解为master安插在node节点的监控

kubelet会定时向API server 汇报自己的node上的运行服务的状态，API server会把节点状态保存在etcd存储当中

可以接收来自master节点的调度命令。

如果发现自己的状态和master节点的状态不一致，调用docker的接口，同步数据。

对节点上容器的生命周期进行管理，保证节点上的镜像不会占满磁盘空间，退出的容器的资源进行回收

2、kube-proxy：这个是实现每个node节点上的pod网络代理。负责节点上的网络规划和四层负载均衡工作，还可以负责写入iptables(快淘汰) ipvs实现服务映射

kube-proxy:本身是不直接给pod提供网络代理，proxy只是service资源的载体，

kube-proxy:实际上代理pod集群网络(虚拟网络)

k8s:每个node节点上都有一个kube-proxy组件

3、docker容器:容器引擎，运行容器，负责本机的容器创建和管理

k8s要创建pod时，会通过kube-scheduler调度到节点上(node节点上)节点上的kubelet只是docker启动特定的容器。

kubelet把容器的信息收集，发送给主节点，只需要在主节点发布指令，节点上的kubelet就会指示docker拉取镜像，启动或者停止容器

4、pod:pod不是容器，是运行在节点上的，他是k8s当中创建或者部署的最小/最简单的基本单位，一个pod只代表集群上正在运行的一个进程

一个Pod由一个或多个容器组成，pod中容器可以共享网络，存储和计算，可以部署在不同的docker主机上

一个pod可以运行多个容器也可以是一个容器，在生产环境中，一般都是单个容器或者具有关联关系的多个容器组成一个pod

由kubelet控制运行在不同节点上的容器，kubelet把主节点的命令转发给docker

httpd-dn-6b9db7cc7-jfx62就是每个节点上的pod

httpd-dn是基于deployment声明的资源对象

在k8s当中不直接和容器进行打交道

http-dn1只是deployent创建的资源对象，每个资源都使用统一的镜像

kubectl expose delotment httpd-dn1 --port=30000 --target-port=80

声明基于deployment创建的pod，可以使用对外的端口

声明资源对象的副本数

pod控制器

deployment:叫做无状态的应用部署，作用就是管理和控制pod以及他的repliset(运行几个容器)管控他的运行状态

replicaset：保证pod的副本数量副本数量受控于deployment

在k8s当中，部署服务，实际上就是pod，deployment部署的服务就是pod，replicaset就是定义pod的容器数量，可以保证pod的不可重复性，在当前命名空间不可重复，不同命名空间名称可以重复，官方推荐deployment进行服务(pod)部署

kubectl create ns wqb 创建命名空间

daemonset:确保所有节点运行同一类的pod，保证每个节点上都有一个此类 Pod 运行

statefulset：有状态应用部署

job：可以给pod中设置一次性任务(运行完就退出)

cronjob:一直在后台运行的周期性任务

sevice:在k8s的集群当中，每创建一个pod都会为其中运行的容器分配一个集群内的ip地址，由于业务的变更，容器可能会发生变化，ip地址可能也会发生变化，service的作用就是提供整个pod对外统一的ip地址。sevice更像是网关层(路由器)，通过访问service就可以访问pod内部的容器集群

sevice能实现负载均衡和代理------kube-proxy----来实现负载均衡

这个集群的代理由kube-proxy来实现

service是k8s微服务的核心，屏蔽了服务的细节，统一对外的暴露的端口，真正的"微服务"

sevice的负载流量调度:以前是userspace(用户空间已经废弃了)，iptables(即将废弃)，ipvs(现在的1.20主流.后面版本也用ipvs)

label：标签 k8s特色管理方式，用于分类管理资源对象

NODE：可以给node或者sevice/namespace起一个标签

label标签可以用户自定义

lable选择器:类似于等于或者不等于，相当于使用定义的标签名

ingress：是k8s对外暴露提供访问的方式属于应用层，对外暴露的接口，七层代理是转发的http请求

service是四层转发，转发的是流量。

重点：https://www.wqb.com:80 >ingress > service > pod > 容器

namespace：k8s可以通过namesapce命名空间的方式来实现资源隔离，项目隔离