Kubernetes(K8S)叢集管理Docker容器（概念篇）

Kubernetes介紹

Kubernetes是Google在2014年6月開源的一個Lark系統，使用Go語言開發，Kubernetes也叫K8S。

K8S是Google內部一個叫Borg的Lark系統衍生出來的，Borg已經在Google大規模生產運行十年之久。

K8S主要用於自動化部署、擴充和管理容器應用，提供了資源調度、部署管理、服務發現、擴容縮容、監控等一整套功能。

2015年7月，Kubernetes v1.0正式發布，截止到2017年9月29日最新穩定版本是v1.8。

Kubernetes目標是讓部署容器化應用簡單高效。

官方網站：www.kubernetes.io

Kubernetes主要功能：

n資料卷

Pod中容器之間共用資料，可以使用資料卷。

n應用程式健全狀態檢查

容器內服務可能進程堵塞無法處理請求，可以設定監控檢查策略保證應用健壯性。

n複製應用程式執行個體

控制器維護著Pod副本數量，保證一個Pod或一組同類的Pod數量始終可用。

nAuto Scaling

根據設定的指標（CPU利用率）自動縮放Pod副本數。

n服務發現

使用環境變數或DNS服務外掛程式保證容器中程式發現Pod入口訪問地址。

n負載平衡

一組Pod副本分配一個私人的叢集IP地址，負載平衡轉寄請求到後端容器。在叢集內部其他Pod可通過這個ClusterIP訪問應用。

n變換

更新服務不中斷，一次更新一個Pod，而不是同時刪除整個服務。

n服務編排

通過檔案描述部署服務，使得應用程式部署變得更高效。

n資源監控

Node節點群組件整合cAdvisor資源收集工具，可通過Heapster匯總整個叢集節點資源資料，然後儲存到InfluxDB時序資料庫，再由Grafana展示。

n提供認證和授權

支援屬性存取控制（ABAC）、角色存取控制（RBAC）認證授權策略。

基本對象概念

基本對象：

nPod

Pod是最小部署單元，一個Pod有一個或多個容器組成，Pod中容器共用儲存和網路，在同一台Docker主機上運行。

nService

Service一個應用服務抽象，定義了Pod邏輯集合和訪問這個Pod集合的策略。

Service代理Pod集合對外表現是為一個訪問入口，分配一個叢集IP地址，來自這個IP的請求將負載平衡轉寄後端Pod中的容器。

Service通過LableSelector選擇一組Pod提供服務。

nVolume

   資料卷，共用Pod中容器使用的資料。

nNamespace

命名空間將對象邏輯上分配到不同Namespace，可以是不同的項目、使用者等區分管理，並設定控制策略，從而實現多租戶。

命名空間也稱為虛擬叢集。

nLable

標籤用於區分對象（比如Pod、Service），鍵/值對存在；每個對象可以有多個標籤，通過標籤關聯對象。

基於基本對象更高層次抽象：  

nReplicaSet

下一代ReplicationController。確保任何給定時間指定的Pod副本數量，並提供聲明式更新等功能。

RC與RS唯一區別就是lableselector支援不同，RS支援新的基於集合的標籤，RC僅支援基於等式的標籤。

nDeployment

Deployment是一個更高層次的API對象，它管理ReplicaSets和Pod，並提供聲明式更新等功能。

官方建議使用Deployment管理ReplicaSets，而不是直接使用ReplicaSets，這就意味著可能永遠不需要直接操作ReplicaSet對象。

nStatefulSet

StatefulSet適合持久性的應用程式，有唯一的網路標識符（IP），持久儲存，有序的部署、擴充、刪除和變換。

nDaemonSet

DaemonSet確保所有（或一些）節點運行同一個Pod。當節點加入Kubernetes叢集中，Pod會被調度到該節點上運行，當節點從叢集中移除時，DaemonSet的Pod會被刪除。刪除DaemonSet會清理它所有建立的Pod。

nJob

一次性任務，運行完成後Pod銷毀，不再重新啟動新容器。還可以任務定時運行。

系統架構及組件功能

系統架構及組件功能

Master組件：

nkube-apiserver