Kubernetes理论基础

本文涉及的产品
容器服务 Serverless 版 ACK Serverless,952元额度 多规格
容器服务 Serverless 版 ACK Serverless,317元额度 多规格
简介: https://developer.aliyun.com/topic/bloggers

1 介绍

高可用集群副本数据最好是 >= 3 奇数个

2 组件介绍

k8s架构
在这里插入图片描述

2.1 核心组件

2.1.1 api server

所有服务访问统一入口

2.1.2 ControllerManager

维护副本的期望数

2.1.3 Scheduler

负责介绍任务,选择合适的节点进行分配任务

2.1.4 etcd

键值对数据库,存储K8S集群的所有重要信息(持久化)

  • ETCD

etcd 的官方将它定位程一个可信赖的分布式键值存储服务,它能够为整个分布式集群存储一些关键服务数据,协助分布式集群的正藏运转。

架构图
在这里插入图片描述
AWL:日志
Store:持久化写入本地磁盘

2.1.5 Kubelet

直接跟容器交互实现容器的生命周期管理

2.1.6 Kube-proxy

负责写入规则至IPTABELS、IPVS,实现服务映射访问的

2.2. 其他插件

2.2.1 CoreDNS

可以为集群中的SVC创建一个域名、IP对应关系解析

2.2.2 dashboard

给K8S集群提供一个B/S结构的访问体系

2.2.3 Ingress Controller

官方只能实现四层代理,Ingress可以实现7层

2.2.4 fedetation

提供一个可以跨集群中心多K8S统一管理功能

2.2.5 prometheus

提供一个K8S集群监控能力

2.2.6 ELK

提供K8S集群日志统一分析介入平台

3 Pod

3.1 Pod概念

  • 自主式Pod
  • 控制器管理的Pod

注:官方不是安上面的分类的

3.1.1 Pod服务类型

HPA
Horizontal Pod Autoscaling仅适用于Deployment和ReplicaSet,在V1版本中仅支持根据Pod的CPU利用率扩缩容,在vlalpha版本中,支持根据内存和用户自定义的metric扩缩容。

StatefulSet
是为了解决有状态服务的问题(对应Deployments和ReplicaSets是为了无状态服务而假设),其场景包括:

  • 稳定的持久化存储:即Pod重新调度后还是能访问到相同的持久化数据,基于PVC来实现。
  • 稳定的网络标志,即Pod重新调度后其PodName和HostName不变,基于Headless Service(即没有Cluster Ip的Service)来实现。
  • 有序部署,有序扩展,即Pod是有顺序的,在部署或者扩展的时候要依据定义的顺序依次进行(即从0到N-1,在下一个运行之前所有的Pod必须都是Running和Read状态),基于init containers来实现
  • 有序收缩,有序删除(即从N-1到0)

DaemonSet
确保全部(或者一些)Node上运行一个Pod的副本。当有Node加入集群时,也会为他们新增一个Pod。当有Node从集群移除时,这些Pod也会被回收。删除DaemonSet将会删除它创建的所有Pod

使用DaemonSet的一些典型用法

  • 运行集群存储daemon,例如在每个Node上运行glusterd、ceph
  • 在每个Node上运行日志手机daemon,例如fluentd、logstash
  • 在每个Node上运行监控daemon,例如Prometheus Node Exporter

Job
负责批处理任务,即执行一次任务,它保证批处理任务的一个或多个Pod成功结束

Cron Job
管理基于时间的Jod,即

  • 在给定的时间点只运行一次
  • 周期性地在给定的时间点运行

3.1.2 Pod 服务发现

在这里插入图片描述

4 网络通讯方式

Kubernetes的网络模型假定了所有的Pod都在一个可以直接连通的扁平的网络空间中,这在GCE(Google Comute Engine)里面是现成的网络模型,Kubernetes假定这个网络已经存在。而在私有云里面搭建Kubernetes集群,就不能假定这个网络已经存在了。我们需要自己实现这个网络假设,将不同节点上的Docker容器之间的互相访问先打通,然后运行Kubernetes。

  • 同一个Pod内的多个容器之间:lo
  • 各Pod之间的通讯:Overlay Network
  • Pod与Service之间通讯:各节点的Iptables规则

Flannel是CoreOS团队针对Kubernetes设计的一个网络规划服务,简单来说,它的功能是让集群中的不同节点主机创建的Docker容器都具有全集群唯一的虚拟IP地址。而且它还能在这些IP地址之间建立一个覆盖网络(Overlay Network),通过这个覆盖网络,将数据包原封不动地传递到目标容器内。

etcd之Flannel提供说明

  • 存储管理Flannel可分配的IP地址段资源
  • 监控etcd中每个Pod的实际地址,并在内存中建立维护Pod节点路由表

在这里插入图片描述

学习地址:
https://www.bilibili.com/video/BV1w4411y7Go

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