Kubernetes介绍

前言

从本周开始以后尝试开始每周两更，本篇原计划是Docker多机网路，该篇文章有些卡文，所以先更新篇Kubernetes文章，关于Docker系列文章后面应该就剩下两篇了，等后续Kubernetes使用篇讲完以后，再开始做一些Docker相关深层次思考。

Docker系列文章:

什么是Kubernetes

Kubernetes是谷歌十几年来大规模容器实践的成果，是谷歌Brog的开源版本。Google 每周会启用超过 20 亿个容器——全都由内部平台 Borg 支撑。Borg 是 Kubernetes 的前身，汲取了Brog的经验和教训，所以Kubernetes以开源，就迅速称霸容器领域。

Kubernetes是一个全新基于容器技术的分布式架构方案，它可以帮助用户省去应用容器化过程的许多手动部署和扩展操作。也就是说，您可以将运行容器的多组主机聚集在一起，由 Kubernetes 帮助您轻松高效地管理这些集群。而且，这些集群可跨公共云、私有云或混合云部署主机。因此，对于要求快速扩展的云原生应用而言，Kubernetes 是优秀的托管平台。

Kubernetes是一个开放平台，它不局限于任何语言，不限制任何编程接口。无论用啥语言编写的服务，都可以被映射为Kubernetes的服务，并且通过标准的TCP通信协议进行交互。Kubernetes是一种更高层次的抽象，对编程的语言、框架、中间件没有任何浸入，现有的系统和平台很容器可以迁移到Kubernetes平台上。

Kubernetes是一个完备的分布式系统支撑平台。Kubernetes具有完善的集群管理能力，包含服务的注册、服务发现、负责均衡、故障发现、服务滚动升级、在线扩容以及多粒度的资源配额管理等。同时Kubernetes提供的完善的管理工具，这些工具覆盖了整个软件生命周期。

总结一下，Kubernetes是一个具有优秀背景的、全新的基于容器技术的分布式架构解决方案，并且是一个一站式的完备的分布式系统开发和支撑平台。

Kubernetes核心概念介绍

Kubernetes的总架构图

Kubernetes核心组件介绍

Master

kube-apiserver

kube-apiserver 是 Kubernetes 最重要的核心组件之一，kube-apiserver在Kubernetes 集群中扮演着通信枢纽的角色。kube-apiserver不仅负责和 etcd 交互，并切对外提供统一的API调用入口, 所有的交互都是kube-apiserver为核心的, kube-apiserver提供了资源操作的唯一入口，并提供认证、授权、访问控制、API 注册和发现等机制等功能；

kube-controller-manager

kube-controller-manager 是Kubernetes 集群的大总管，负责集群内 Node、Namespace、Service、Token、Replication 等资源对象的管理，使集群内的资源对象维持在预期的工作状态。每一个 Controller 通过kube-apiserver提供的 Restful 接口实时监控集群内每个资源对象的状态，当发生故障，导致资源对象的工作状态发生变化，就进行干预，尝试将资源对象从当前状态恢复为预期的工作状态。常见的 Controller 有 Namespace Controller、Node Controller、Service Controller、ServiceAccount Controller、Token Controller、ResourceQuote Controller、Replication Controller等。

kube-scheduler

kube-scheduler负责对集群内部的资源进行调度，相当于“调度室”。接收来自kube-apiserver创建Pods的任务，收到任务后它会检索出所有符合该Pod要求的Node节点（通过预选策略和优选策略），开始执行Pod调度逻辑。调度成功后将Pod绑定到目标节点上。

Etcd

Etcd在Kubernetes中是用来存放数据并通知变动的，Kubernetes中把关键数据都存放在Etcd中，在Kubernetes中，数据是随时发生变化的，比如说用户提交了新任务、增加了新的Node、容器死掉了等等，都会触发状态数据的变更。状态数据变更之后，Master上的kube-scheduler和kube-controller-manager，就会重新发起变更，这些变化，都需要及时地通知给每个组件。Etcd有一个特征，可以在调用它的api中，监听api的数据，一旦数据发生变化，就会收到通知。Kubernetes利用这个特征，当节点消失或配置有变动时，Etcd会第一时间发现，就会告知每个订阅过的组件，这个时候发生变化组件可以知道自己应该做什么。对于kube-scheduler和kube-controller-manager只需要把最新的数据写入到Etcd中就可以了，不需要再次去发起调用。

Node

kubelet

在Kubernetes集群中，每个Node节点都会启动kubelet进程，用来处理Master节点下发到本节点的任务，管理Pod和其中的容器。kubelet会在kube-apiserver上注册节点信息，定期向Master汇报节点资源使用情况，并通过cAdvisor监控容器和节点资源。可以把kubelet理解成Node上的Pod管家。

kube-proxy

在Kubernetes集群中，每个Node节点上都会部署kube-proxy，kube-proxy 会作为守护进程跑在每个节点上通过监听着Etcd中关于Pod的最新状态,一旦检查到一个Pod资源发生变动，kube-proxy 就立即将这些变动，反应在iptables 或 ipvs规则中，当后续再有请求发到Service时，Service可以通过ipvs最新的规则将请求的分发到Pod上，实现Service到Pod的请求路由和转发，从而实现Kubernetes层级的虚拟网络转发。