K8s是用来管理和运维跨节点的docker容器集群工具。
一、核心特性
- 服务发现：k8s集群中可以通过服务名来互相访问，起到该作用的资源类型为service、pod。
- 负载均衡：k8s可以通过ingress统一接入集群，ingress还可起到负载均衡的作用。
- 配置管理：提供公用的配置中心，不必重新构建系统，从配置中心中获取配置项。常见的资源类型是configMap和Secrets。
- 存储编排：能够自动挂载到选定的存储资源中。常见的资源类型是：volume、persistVolu等。
- 弹性扩缩容：在有需要的时候能够动态创建多个副本。起到该作用的资源类型为：deployment和StatefulSet。
- 故障治愈：容器运行失败了，会自动再次拉起。
二、架构设计
K8S采用master/woker node的架构，master node负责控制整个集群，worker node负责为任务提供计算能力。用户可以通过web UI和CLI的方式来操作集群
master node
Master 节点是 K8s 集群的大脑，负责向外开放集群的 API，调度和管理整个集群。集群至少要有一个Master节点，如果在生产环境中要达到高可用，还需要配置 Master 集群。
woker node
K8s 集群的工作节点，可以是物理机也可以是虚拟机器。Node 上运行的主要 K8s 组件有kubelet、kube-proxy、Container Runtime 、Pod 等。
三、资源类型
资源类型分类
- 工作负载型资源(workload)： Pod，ReplicaSet，Deployment，StatefulSet，DaemonSet等等
- 服务发现及负载均衡型资源(ServiceDiscovery LoadBalance): Service，Ingress等等
- 配置与存储型资源： Volume(存储卷)，CSI(容器存储接口,可以扩展各种各样的第三方存储卷)
- 特殊类型的存储卷：ConfigMap(当配置中心来使用的资源类型)，Secret(保存敏感数据)，DownwardAPI(把外部环境中的信息输出给容器)
集群相关资源
- Node：就是K8S集群工作的节点。
- Namespace：在K8S集群中，通过Namespace可以分割成多个“虚拟集群”，“虚拟集群”内不相互影响。
- Label：Label加在资源上，对资源进行分类，可以精确控制对不同资源的使用。
权限相关资源
- role
- clusterrole
- rolebinding
- clusterrolebinding
工作负载类型
- **Deployment：**这个是无状态的控制器，可以用来创建无状态的服务，比如单机部署的nginx、tomcat等；
- **StatefulSet：**有状态的控制器，主要用来创建有状态的服务，会为其pod提供固定的存储卷和固定的标识符，这样即便重启之后也能找到对应关系；
- **DaemonSet：**为每个节点创建一个守护进程，一般用在收集日志等场景；
- **Job：**这个是做任务线程的，一旦这个任务执行完毕，这个pod就会结束；
- **CronJob：**这个做定时任务线程的，一旦到点执行完毕，这个pod就会结束；
存储型资源类型
- Volume：这是k8中最常见的存储卷类型，可以关联宿主机的目录，也可以指定emptyDir类型。同时在指定目录的同时，也可以指定node的label标签，这样存储卷就会在对应标签的node上创建；
- VolumeMounts：指定存储卷挂载点，该类型关联Volume和容器内的目录，这样主机目录就和容器内目录建立了关联；
- hostPath：指定宿主机中被挂载的目录；
- persistent-volumes：由于文件系统众多，所以k8s需要persistent-volumes（PV）来关联文件系统，比如常见的NFS，再通过PersistentVolumeClaim（PVC）来关联PV和pod；
- PersistentVolumeClaim：PersistentVolumeClaim主要用来规范pod需要使用多少容量的PV，以及用来规范访问策略；
1.常见资源清单
我们可以直接用命令创建deployment，pod，service这些资源，其实在k8s中，我们一般都会使用yaml格式的文件来创建符合我们预期期望的资源，这样的yaml文件我们一般称为资源清单 。
资源清单格式如下：
apiVersion: group/apiversion # 如果没有给定group名称，那么默认为croe，可以使用kubectl api-versions 获取当前k8s版本上所有的apiVersion版本信息(每个版本可能不同) kind: #资源类别 metadata： #资源元数据 name namespace #k8s自身的namespace lables annotations #主要目的是方便用户阅读查找 spec:期望的状态（disired state） status：当前状态，本字段由kubernetes自身维护，用户不能去定义 #配置清单主要有五个一级字段，其中status字段用户不能定义，由k8s自身维护
可以使用kubectl create -f xxx.yaml来创建资源，使用kubectl delete -f xxx.yaml来删除资源。
使用资源清单来创建deployment资源类型：
apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: creationTimestamp: null labels: app: my-tomcat-yaml name: my-tomcat-yaml #修改deployment的名称 spec: replicas: 2 #修改pod副本为两个 selector: matchLabels: app: my-tomcat-yaml strategy: {} template: metadata: creationTimestamp: null labels: app: my-tomcat-yaml spec: containers: - image: tomcat:7.0.75-alpine name: tomcat resources: {} status: {}
使用资源清单来创建service：
apiVersion: v1 kind: Service metadata: creationTimestamp: null labels: app: my-tomcat-yaml name: tomcat-service-yaml #修改service名称 spec: ports: - port: 80 # service的虚拟ip对应的端口，在集群内网机器可以访问用service的虚拟ip加该端口号访问服务 nodePort: 30001 # service在宿主机上映射的外网访问端口，端口范围必须在30000-32767之间 protocol: TCP targetPort: 8080 # pod暴露的端口，一般与pod内部容器暴露的端口一致 selector: app: my-tomcat-yaml type: NodePort status: loadBalancer: {}
四、常用命令
//查询资源 Kubectl get <RESOURCE> xxx //通过这个命令可以看到这个资源的详细信息，并且能看到这个资源启动和运行过程中的关键事件 kubectl describe <RESOURCE> <NAME> //编辑资源 Kubectl edit <RESOURCE> xxx //创建资源 Kubectl create <RESOURCE> xxx //查看pod启动日志 kubectl logs <RESOURCE> //启动pod kubectl exec -it [options] ${POD_NAME} -c ${CONTAINER_NAME} [args]
TODO
- 需要整理下文章中的表述。
- 比较下k8s和springcloud在微服务实践中的区别。
- 架构和理论方面有待深入和加强。
参考资料
- K8S官网文档**：**https://kubernetes.io/zh/docs/home/
- K8S的存储卷，K8S-emptyDir，K8S-hostPath，K8S-NFS，K8S-pv（persistent-volumes）和pvc（PersistentVolumeClaim）：https://blog.csdn.net/DLWH_HWLD/article/details/125101691
- K8s架构|全面整理K8s的架构介绍：https://blog.csdn.net/qq_37419449/article/details/122157277
- K8s 到底是什么，长什么样，一文道清它的整体架构：https://zhuanlan.zhihu.com/p/547583331
