带你认识K8S

一、了解基本知识

官方网站

https://kubernetes.io/

官网中文地址

https://kubernetes.io/zh/docs/home/

二、安装部署

自己动手安装部署,先通过命令简单熟悉下,尽量自己建立虚拟机进行安装部署。

官方安装步骤:

https://kubernetes.io/zh/docs/tasks/tools/

总结的安装步骤:

https://www.updatecg.xin/2021/08/19/%E9%83%A8%E7%BD%B2%E4%B8%80%E5%A5%97%E5%8D%95Master%E7%9A%84K8s%E9%9B%86%E7%BE%A4/

三、Kubernetes 核心概念

  • 有了Docker,为什么还用Kubernetes?
  • Kubernetes是什么 ?
  • Kubernetes集群架构与组件 ?
  • Kubernetes基本概念 ?

    一、有了Docker,为什么还用Kubernetes?

    企业需求:为提高业务并发和高可用,会使用多台服务器
  • 多容器跨主机提供服务
  • 多容器分布节点部署
  • 多容器怎么升级
  • 高效管理这些容器


二、Kubernetes是什么 ?

  • Kubernetes是Google在2014年开源的一个容器集群管理系统,Kubernetes简称K8S。
  • Kubernetes用于容器化应用程序的部署,扩展和管理,目标是让部署容器化应用简单高效。

    三、Kubernetes集群架构与重要组件 ?

    综合理解

    Master组件

  • kube-apiserver

Kubernetes API,集群的统一入口,各组件协调者,以RESTful API提供接口服务,所有对象资源的增删改查和监听操作都交给 APIServer处理后再提交给Etcd存储。

  • kube-controller-manager

处理集群中常规后台任务,一个资源对应一个控制器,而 ControllerManager就是负责管理这些控制器的。

  • kube-scheduler

根据调度算法为新创建的Pod选择一个Node节点,可以任意部署, 可以部署在同一个节点上,也可以部署在不同的节点上。

  • etcd

分布式键值存储系统。用于保存集群状态数据,比如Pod、Service 等对象信息。

Node组件

  • kubelet

kubelet是Master在Node节点上的Agent,管理本机运行容器的生命周 期,比如创建容器、Pod挂载数据卷、下载secret、获取容器和节点状态 等工作。kubelet将每个Pod转换成一组容器。

  • kube-proxy

在Node节点上实现Pod网络代理,维护网络规则和四层负载均衡工作。

  • docker或rocket

容器引擎,运行容器。

官方介绍

kubelet简介

https://kubernetes.io/zh/docs/reference/command-line-tools-reference/kubelet/

kube-apiserver简介

https://kubernetes.io/zh/docs/reference/command-line-tools-reference/kube-apiserver/

kube-controller-manager简介

https://kubernetes.io/zh/docs/reference/command-line-tools-reference/kube-controller-manager/

kube-proxy简介

https://kubernetes.io/zh/docs/reference/command-line-tools-reference/kube-proxy/

kube-scheduler简介

https://kubernetes.io/zh/docs/reference/command-line-tools-reference/kube-scheduler/

四、 Kubernetes将弃用Docker!

Kubernetes 计划弃用就是kubelet中dockershim。
即 Kubernetes kubelet 实现中的组件之一,它通过CRI(gRPC server服务)与 Docker Engine 进行通信。

为什么这么做!

  • Docker内部调用链比较复杂,多层封装和调用,导致性能降低、提升故障率、不易排查
  • Docker还会在宿主机创建网络规则、存储卷,也带来了安全隐患
  • 说白了就是docker与kubernetes两家没有谈好合作

    如何应对?

    利用containerd替换docker。
    docker由 docker-client ,dockerd,containerd,docker-shim,runc组成,所以containerd是docker的基础组件之一。
    下面是从containerd引过来的一张图

    从k8s的角度看,可以选择 containerd 或 docker 作为运行时组件:Containerd 调用链更短,组件更少,更稳定,占用节点资源更少,调用链:
    Docker 作为 k8s 容器运行时,调用关系如下:
    kubelet –> docker shim (在 kubelet 进程中) –> dockerd –> containerd
    Containerd 作为 k8s 容器运行时,调用关系如下:
    kubelet –> cri plugin(在 containerd 进程中) –> containerd

    五、K8s CNI网络模型

    两台Docker主机如何实现容器互通?


    K8s是一个扁平化网络。
    即所有部署的网络组件都必须满足如下要求:

  • 一个Pod一个IP

  • 所有的 Pod 可以与任何其他 Pod 直接通信
  • 所有节点可以与所有 Pod 直接通信
  • Pod 内部获取到的 IP 地址与其他 Pod 或节点与其通信时的 IP 地址是同一个

主流网络组件有:FlannelCalico

六、kubeconfig配置文件

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
annotations:
deployment.kubernetes.io/revision: "3"
field.cattle.io/creatorId: user-m7jrz
field.cattle.io/publicEndpoints: '[{"addresses":["127.0.0.1"],"port":31006,"protocol":"TCP","serviceName":"test-namespace:monitor-server-nodeport","allNodes":true},{"nodeName":"c-9fjs4:m-f8701cf4bd4f","addresses":["127.0.0.1"],"port":9095,"protocol":"TCP","podName":"test-namespace:monitor-server-6474776d76-4xxqm","allNodes":false}]'
creationTimestamp: "2021-11-24T07:34:50Z"
generation: 9
labels:
cattle.io/creator: norman
workload.user.cattle.io/workloadselector: deployment-test-namespace-monitor-server
name: monitor-server
namespace: test-namespace
resourceVersion: "16407952"
selfLink: /apis/apps/v1/namespaces/test-namespace/deployments/monitor-server
uid: 11f6d174-9286-4eb8-855b-ec6039eccb85
spec:
progressDeadlineSeconds: 600
replicas: 1
revisionHistoryLimit: 10
selector:
matchLabels:
workload.user.cattle.io/workloadselector: deployment-test-namespace-monitor-server
strategy:
type: Recreate
template:
metadata:
annotations:
cattle.io/timestamp: "2021-12-14T10:20:06Z"
field.cattle.io/ports: '[[{"containerPort":9095,"dnsName":"monitor-server-nodeport","hostPort":0,"kind":"NodePort","name":"monitor-server","protocol":"TCP","sourcePort":31006}]]'
workload.cattle.io/state: '{"azhzLW1hc3Rlci0xNzIuMzEuMjAuMTcy":"c-9fjs4:m-f8701cf4bd4f"}'
creationTimestamp: null
labels:
workload.user.cattle.io/workloadselector: deployment-test-namespace-monitor-server
spec:
containers:
- image: 127.0.0.1:18089/whatever_pay/test/monitor:11
imagePullPolicy: Always
name: monitor-server
ports:
- containerPort: 9095
hostPort: 9095
name: monitor-server
protocol: TCP
resources: {}
securityContext:
allowPrivilegeEscalation: false
privileged: false
readOnlyRootFilesystem: false
runAsNonRoot: false
stdin: true
terminationMessagePath: /dev/termination-log
terminationMessagePolicy: File
tty: true
volumeMounts:
- mountPath: /logs
name: vol1
dnsConfig:
nameservers:
- 8.8.8.8
- 144.144.144.144
dnsPolicy: ClusterFirst
hostAliases:
- hostnames:
- k8s-master
ip: 127.0.0.1
hostNetwork: true
nodeName: k8s-master-127.0.0.1
restartPolicy: Always
schedulerName: default-scheduler
securityContext: {}
terminationGracePeriodSeconds: 30
volumes:
- hostPath:
path: /datalogs/monitor-server
type: ""
name: vol1
status:
availableReplicas: 1
conditions:
- lastTransitionTime: "2021-12-14T02:20:47Z"
lastUpdateTime: "2021-12-14T02:20:47Z"
message: Deployment has minimum availability.
reason: MinimumReplicasAvailable
status: "True"
type: Available
- lastTransitionTime: "2021-11-24T07:34:50Z"
lastUpdateTime: "2021-12-14T02:20:47Z"
message: ReplicaSet "monitor-server-6474776d76" has successfully progressed.
reason: NewReplicaSetAvailable
status: "True"
type: Progressing
observedGeneration: 9
readyReplicas: 1
replicas: 1
updatedReplicas: 1

七、基本资源概念

Pod:K8s最小部署单元,一组容器的集合
Deployment:最常见的控制器,用于更高级别部署和管理Pod
Service:为一组Pod提供负载均衡,对外提供统一访问入口
Label :标签,附加到某个资源上,用于关联对象、查询和筛选
Namespaces :命名空间,将对象逻辑上隔离,也利于权限控制

文章作者: 陈 武
文章链接: http://www.updatecg.xin/2021/12/27/带你认识K8S/
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