具体怎么部署Pod里面的容器,是按照我们项目的特性和资源的分配进行合理选择的。
pause容器:
Pause容器 全称infrastucture container(又叫infra)基础容器,作为init pod存在,其他pod都会从pause 容器中fork出来,这个容器对于Pod来说是必备的
一个Pod中的应用容器共享同一个资源:
PID命名空间:Pod中的不同应用程序可以看到其他的应用程序的进程ID
网络命名空间:Pod中的多个容器能够访问同一个IP和端口范围
IPC命名空间:Pod的多个容器能够使用,SystemV IPC或POSIX消息队列进行通信
UTS命名空间:Pod中的多个容器共享一个主机名;Volumes(共享存储卷)
Pod中的各个容器可以访问在Pod级别定义的Volumes
在上图中如果没有pause容器,我们的Nginx和Ghost,Pod内的容器想要彼此通信的话,都需要使用自己的IP地址和端口,才可以彼此进行访问,如果有pause容器,对于整个Pod来说,我们可以看做一个整体,也就是我们的Nginx和Ghost直接使用localhost就可以进行访问了,他们唯一不同的就只是端口,这里面可能看着觉得比较简单,但其实是使用了很多网络底层的东西才实现的,感兴趣的小伙伴可以自行了解一下。
Service(服务)
在 Kubernetes 中,每个Pod都会被分配一个单独的IP地址,但是Pod和Pod之间,是无法直接进行交互的,如果想要进行网络通信,必须要通过另外一个组件才能交流,也就是我们的 Service
Service 是服务的意思,在K8S中Service主要工作就是将多个不同主机上的Pod,通过Service进行连通,让Pod和Pod之间可以正常的通信
我们可以把Service看做一个域名,而相同服务的Pod集群就是不同的ip地址,Service 是通过 Label Selector 来进行定义的。
Service 拥有一个指定的名字,类似于域名这种,并且它还拥有一个虚拟的IP地址和端口号,只能内网进行访问,如果Service想要进行外网访问或提供外网服务,需要指定公共的IP和NodePort或者外部的负载均衡器。
使用NodePort提供外部访问,只需要在每个Node上打开一个主机的真实端口,这样就可以通过Node的客户端访问到内部的Service。
Label(标签)
Label 一般以 kv的方式附件在各种对象上,Label 是一个说明性的标签,它有着很重要的作用,我们在部署容器的时候,在哪些Pod进行操作,都需要根据Label进行查找和筛选,我们可以理解Label是每一个Pod的别名,只有取了名称,作为K8S的Master主节点才能找到对应的Pod进行操作。
Replication Controller(复制控制器)
存在Master主节点上,这个兄弟的作用主要是对Pod的数量进行监控,比如我们在下面的节点中我们需要三个相同属性的Pod,但是目前只有两个,当Replication Controller看到只有两个的时候,就会自动帮助我们按照我们制定的规则创建一个额外的副本,放到我们的节点中。
Replication Controller还可以对Pod进行实时监控,当我们某一个Pod它失去了响应,这个Pod就会被剔除,如果我们需要,Replication Controller会自动创建一个新的
Kubernetes通过RC中定义的Lable筛选出对应的Pod实例,并实时监控其状态和数量,如果实例数量少于定义的副本数量(Replicas),则会根据RC中定义的Pod模板来创建一个新的Pod,然后将此Pod调度到合适的Node上启动运行,直到Pod实例数量达到预定目标。
K8S的总体架构
Kubernetes将集群中的机器划分为一个Master节点和一群工作节点(Node)
Master节点上运行着集群管理相关的一组进程etcd、API Server、Controller Manager、Scheduler,后三个组件构成了Kubernetes的总控中心,这些进程实现了整个集群的资源管理、Pod调度、弹性伸缩、安全控制、系统监控和纠错等管理功能,并且全都是自动完成。
Node上运行kubelet、kube-proxy、docker三个组件,是真正支持K8S的技术方案。负责对本节点上的Pod的生命周期进行管理,以及实现服务代理的功能。
用户通过 Kubectl提交一个创建 Replication Controller请求,这个请求通过 API Server 写入 etcd 中,这个时候Controller Manager通过 API Server的监听到了创建的命名,经过它认真仔细的分析以后,发现当前集群里面居然还没有对应的Pod实例,赶紧根据Replication Controller模板定义造一个Pod对象,再通 过Api Server 写到我们 etcd 里面
到下面,如果被Scheduler发现了,好家伙不告诉我???,无业游民,这家伙一看就不是一个好人啊,它就会立即运行一个复杂的调度流程,为这个新的Pod选一个可以落户的Node,总算有个身份了,真是让人操心,然后通过 API Server 将这个结果也写到etcd中,随后,我们的 Node上运行的小管家Kubelet进程通过 API Server 检测到这个 新生的小宝宝——“Pod”,就会按照它,就会按照这个小宝宝的特性,启动这个Pod并任劳任怨的负责它的下半生,直到Pod的生命结束。
然后我们通过Kubectl提交一个新的映射到这个Pod的Service的创建请求,Controller Manager会通过Label标签查询到相关联的Pod实例,生成Service的Endpoints的信息,并通过 API Server 写入到etcd中,接下来,所有Node上运行的Proxy进程通过 Api Server 查询并监听Service对象与其对应的Endpoints信息,建立一个软件方式的负载均衡器来实现Service访问到后端Pod的流量转发功能。
kube-proxy: 是一个代理,充当这多主机通信的代理人,前面我们讲过Service实现了跨主机、跨容器之间的网络通信,在技术上就是通过kube-proxy来实现的,service是在逻辑上对Pod进行了分组,底层是通过kube-proxy进行通信的
kubelet: 用于执行K8S的命令,也是K8S的核心命令,用于执行K8S的相关指令,负责当前Node节点上的Pod的创建、修改、监控、删除等生命周期管理,同时Kubelet定时“上报”本Node的状态信息到API Server里
etcd: 用于持久化存储集群中所有的资源对象,API Server提供了操作 etcd的封装接口API,这些API基本上都是对资源对象的操作和监听资源变化的接口
API Server : 提供资源对象的操作入口,其他组件都需要通过它提供操作的API来操作资源数据,通过对相关的资源数据“全量查询”+ “变化监听”,可以实时的完成相关的业务功能。
Scheduler : 调度器,负责Pod在集群节点中的调度分配。
Controller Manager: 集群内部管理控制中心,主要是实现 Kubernetes集群的故障检测和恢复的自动化工作。比如Pod的复制和移除,Endpoints对象的创建和更新,Node的发现、管理和状态监控等等都是由 Controller Manager完成。
总结
到这里K8S的基本情况我们就讲解完毕了,有喜欢的小伙伴记得 点赞关注,相比如Docker来说K8S有着更成熟的功能,经过谷歌大量实践的产物,是一个比较成熟和完善的系统。
关于K8S大家有什么想要了解或者疑问的地方欢迎大家留言告诉我。
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