1. K8s 介绍
# kubernetes 概述
# 1. kubernetes 基本介绍
kubernetes
,简称 K8s,是用 8 代替 8 个字符“ubernete”而成的缩写。是一个开源的,用于管理云平台中多个主机上的容器化的应用,Kubernetes 的目标是让部署容器化的应用简单并且高效(powerful),Kubernetes
提供了应用部署,规划,更新,维护的一种机制。
传统的应用部署方式是通过插件或脚本来安装应用。这样做的缺点是应用的运行、配置、管理、所有生存周期将与当前操作系统绑定,这样做并不利于应用的升级更新/回滚等操作,当然也可以通过创建虚拟机的方式来实现某些功能,但是虚拟机非常重,并不利于可移植性。
新的方式是通过部署容器方式实现,每个容器之间互相隔离,每个容器有自己的文件系统 ,容器之间进程不会相互影响,能区分计算资源。相对于虚拟机,容器能快速部署, 由于容器与底层设施、机器文件系统解耦的,所以它能在不同云、不同版本操作系统间进行迁移。
容器占用资源少、部署快,每个应用可以被打包成一个容器镜像,每个应用与容器间成一对一关系也使容器有更大优势,使用容器可以在 build 或 release 的阶段,为应用创建容器镜像,因为每个应用不需要与其余的应用堆栈组合,也不依赖于生产环境基础结构, 这使得从研发到测试、生产能提供一致环境。类似地,容器比虚拟机轻量、更“透明”, 这更便于监控和管理。
Kubernetes 是 Google 开源的一个容器编排引擎,它支持自动化部署、大规模可伸缩、 应用容器化管理。在生产环境中部署一个应用程序时,通常要部署该应用的多个实例以便对应用请求进行负载均衡。
在 Kubernetes 中,我们可以创建多个容器,每个容器里面运行一个应用实例,然后通过内置的负载均衡策略,实现对这一组应用实例的管理、发现、访问,而这些细节都不需要运维人员去进行复杂的手工配置和处理。
# 2. kubernetes 功能和架构
# 1. 概述
Kubernetes 是一个轻便的和可扩展的开源平台,用于管理容器化应用和服务。通过 Kubernetes 能够进行应用的自动化部署和扩缩容。在 Kubernetes 中,会将组成应用的容器组合成一个逻辑单元以更易管理和发现。Kubernetes 积累了作为 Google 生产环境运行 工作负载 15 年的经验,并吸收了来自于社区的最佳想法和实践。
# 2. K8s 功能
自动装箱
基于容器对应用运行环境的资源配置要求自动部署应用容器
自我修复(自愈能力)
当容器失败时,会对容器进行重启
当所部署的 Node 节点有问题时,会对容器进行重新部署和重新调度
当容器未通过监控检查时,会关闭此容器直到容器正常运行时,才会对外提供服务
水平扩展
通过简单的命令、用户 UI 界面或基于 CPU 等资源使用情况,对应用容器进行规模扩大 或规模剪裁
服务发现
用户不需使用额外的服务发现机制,就能够基于 Kubernetes 自身能力实现服务发现和 负载均衡
滚动更新
可以根据应用的变化,对应用容器运行的应用,进行一次性或批量式更新
版本回退
可以根据应用部署情况,对应用容器运行的应用,进行历史版本即时回退
密钥和配置管理
在不需要重新构建镜像的情况下,可以部署和更新密钥和应用配置,类似热部署。
存储编排
自动实现存储系统挂载及应用,特别对有状态应用实现数据持久化非常重要 存储系统可以来自于本地目录、网络存储(NFS、Gluster、Ceph 等)、公共云存储服
批处理
提供一次性任务,定时任务;满足批量数据处理和分析的场景
# 3. 应用部署架构分类
无中心节点架构 ——>
GlusterFS
有中心节点架构 ——>
HDFS
、K8S
# 4. k8s 集群架构
# 5. k8s 集群架构节点角色功能
Master Node
k8s 集群控制节点,对集群进行调度管理,接受集群外用户去集群操作请求;
Master Node 由 API Server、Scheduler、ClusterState Store(ETCD 数据库)和 Controller MangerServer 所组
Workder Node
集群工作节点,运行用户业务应用容器;
Worker Node 包含 kubelet、kube proxy 和 ContainerRuntime
# 3.资源清单概述
# 1.概述
在 k8s 中,一般使用 YAML (opens new window)格式的文件来创建符合我们预期期望的 pod,这样的 YAML 文件称为资源清单。
# 2.常用字段
- 必须存在的属性
参数名 | 字段类型 | 说明 |
---|---|---|
version | String | K8S API 版本,目前基本是 v1,查询(kubectl api-version ) |
kind | String | 定义资源类型和角色,比如:Pod |
metadata | Object | 元素据对象,固定对象写 metadata |
metadata.name | String | 元数据对象名称,这里由我们编写,比如命名 Pod 名字 |
metadata.namespace | String | 元数据对象的命名空间,由我们编写 |
spec | Object | 详细定义对象,固定值写 spec |
spec.containers[] | List | Spec 对象容器列表定义,是个里列表 |
spec.containers[].name | String | 容器名称 |
spec.containers[].image | String | 容器使用到的镜像名称 |
- spec 主要对象
参数名 | 字段类型 | 说明 |
---|---|---|
spec.containers[].name | String | 定义容器的名称 |
spec.containers[].image | String | 定义容器使用镜像的名称 |
spec.containers[].imagePullPolicy | String | 定义镜像拉取策略,有 Always ,Never ,IfNotPresent 三个值1. Always :每次尝试拉取新镜像2. Never :仅使用本地镜像3. IfNotPresent :如果本地有使用本地镜像,没有就去远程拉取镜像默认是 Always |
spec.containers[].Command[] | List | 指定容器的启动命令,因为是数组,可以指定多个,不指定则使用镜像打包时使用的启动命令 |
spec.containers[].args[] | List | 指定容器启动命令的参数,可以指定多个 |
spec.containers[].workingDir | String | 指定容器的工作目录 |
spec.containers[].volumeMounts[] | List | 指定容器内部的存储卷配置 |
spec.containers[].volumeMounts[].name | String | 存储卷名称 |
spec.containers[].volumeMounts[].mountPath | String | 存储卷路径 |
spec.containers[].volumeMounts[].readOnly | String | 设置存储卷的读写模式,true 或false ,默认是读写模式 |
spec.containers[].ports[] | List | 指定容器需要使用到的端口列表 |
spec.containers[].ports[].name | String | 指定端口名称 |
spec.containers[].ports[].containerPort | String | 指定容器需要监听的端口号 |
spec.containers[].ports[].hostPort | String | 指定容器所在的主机需要监听的端口号,默认跟 containerPort 相同,注意设置了 hostPort 同一台主机无法启动该容器的相同副本(因为主机端口被占用) |
spec.containers[].ports[].protocol | String | 端口协议,支持 TCP 和 UDP 默认 TCP |
spec.containers[].env[] | List | 指定容器运行需要的环境变量列表 |
spec.containers[].env[].name | String | 环境变量名称 |
spec.containers[].env[].value | String | 环境变量值 |
spec.containers[].resources | Object | 指定资源限制和资源请求的值(这里开始就是设置容器资源上限) |
spec.containers[].resources.limits | Object | 指定容器运行时资源上限 |
spec.containers[].resources.limits.cpu | String | 指定 CPU 限制,单位为 core 数,将用于 docker run --cpu-shares 参数 |
spec.containers[].resources.limits.memory | String | 指定 MEM 内存限制,单位为 MIB,GIB |
spec.containers[].resources.limits.requests | Object | 指定容器启动和调度室的限制设置 |
spec.containers[].resources.limits.requests.cpu | String | CPU 请求,单位为 core 数,容器启动时初始化可用数量 |
spec.containers[].resources.limits.requests.memory | String | 内存请求,单位为MIB,GIB,容器启动时初始化可用数量 |
- 额外的参数
参数 | 字段类型 | 说明 |
---|---|---|
spec.restartPolicy | String | d定义 Pod 重启策略,可选值为 Always ,OnFailure ,Never ,默认值为 Always 1. Always Pod 一旦终止运行,无论容器时如何终止的,kubelet 服务都将重启它2. OnFailure 只有 Pod 已非零代码终止时,kubelet 才会重启该容器,如果容器正常结束(退出代码为 0),则不会重启3. Never Pod 终止后,kubectl 将退出代码报告给 master 不会重启该 Pod |
spec.nodeSelector | String | 定义 Node 的 Label 过滤标签,以 ley:value 格式指定 |
spec.imagePullSecrets | Object | 定义 Pull 镜像时使用 secret 名称,以 name:secretkey 格式固定 |
spec.hostNetwork | Boolean | 定义是否使用主机网络模式,默认值 false 。设置 true 表示使用宿主机网络,不使用 docker 网桥,同时设置了 true 将无法在同一个宿主机上启动第二个副本 |
# 3.举例说明
# 创建一个 namespace
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
name: test
---
# 创建一个 pod
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: pod1
spec:
containers:
- name: nginx-containers
image: n