入門Kubernetes -基礎概念

2021 年 1 月 10 日
筆記
k8s, Kubernetes

一、Kubernetes概述

　Kubernetes ，又稱為 k8s（首字母為 k、首字母與尾字母之間有 8 個字元、尾字母為 s，所以簡稱 k8s）或者簡稱為 “kube” ，是一個可移植的、可擴展的開源平台，用於管理容器化的工作負載和服務，可促進聲明式配置和自動化。 Kubernetes 擁有一個龐大且快速增長的生態系統。Kubernetes 的服務、支援和工具廣泛可用。

　k8s作用：

服務發現和負載均衡

Kubernetes 可以使用 DNS 名稱或自己的 IP 地址公開容器，如果進入容器的流量很大， Kubernetes 可以負載均衡並分配網路流量，從而使部署穩定。

存儲編排

Kubernetes 允許你自動掛載你選擇的存儲系統，例如本地存儲、公共雲提供商等。

自動部署和回滾

你可以使用 Kubernetes 描述已部署容器的所需狀態，它可以以受控的速率將實際狀態更改為期望狀態。例如，你可以自動化 Kubernetes 來為你的部署創建新容器，刪除現有容器並將它們的所有資源用於新容器。

自動完成裝箱計算

Kubernetes 允許你指定每個容器所需 CPU 和記憶體（RAM）。當容器指定了資源請求時，Kubernetes 可以做出更好的決策來管理容器的資源。

自我修復

Kubernetes 重新啟動失敗的容器、替換容器、殺死不響應用戶定義的運行狀況檢查的容器，並且在準備好服務之前不將其通告給客戶端。

密鑰與配置管理

Kubernetes 允許你存儲和管理敏感資訊，例如密碼、OAuth 令牌和 ssh 密鑰。你可以在不重建容器鏡像的情況下部署和更新密鑰和應用程式配置，也無需在堆棧配置中暴露密鑰

　k8s不支援:　　

不限制支援的應用程式類型。 Kubernetes 旨在支援極其多種多樣的工作負載，包括無狀態、有狀態和數據處理工作負載。如果應用程式可以在容器中運行，那麼它應該可以在 Kubernetes 上很好地運行。
不部署源程式碼，也不構建你的應用程式。持續集成(CI)、交付和部署（CI/CD）工作流取決於組織的文化和偏好以及技術要求。
不提供應用程式級別的服務作為內置服務，例如中間件（例如，消息中間件）、數據處理框架（例如，Spark）、資料庫（例如，mysql）、快取、集群存儲系統（例如，Ceph）。這樣的組件可以在 Kubernetes 上運行，並且/或者可以由運行在 Kubernetes 上的應用程式通過可移植機制（例如，開放服務代理）來訪問。
不要求日誌記錄、監視或警報解決方案。它提供了一些集成作為概念證明，並提供了收集和導出指標的機制。
不提供或不要求配置語言/系統（例如 jsonnet），它提供了聲明性 API，該聲明性 API 可以由任意形式的聲明性規範所構成。
不提供也不採用任何全面的機器配置、維護、管理或自我修復系統。
此外，Kubernetes 不僅僅是一個編排系統，實際上它消除了編排的需要。編排的技術定義是執行已定義的工作流程：首先執行 A，然後執行 B，再執行 C。相比之下，Kubernetes 包含一組獨立的、可組合的控制過程，這些過程連續地將當前狀態驅動到所提供的所需狀態。如何從 A 到 C 的方式無關緊要，也不需要集中控制，這使得系統更易於使用且功能更強大、系統更健壯、更為彈性和可擴展。

　k8s組件：　

　　一個 Kubernetes 集群包含集群由一組被稱作節點的機器組成。這些節點上運行 Kubernetes 所管理的容器化應用。集群具有至少一個工作節點。

　　工作節點託管作為應用負載的組件的 Pod 。控制平面管理集群中的工作節點和 Pod 。為集群提供故障轉移和高可用性，這些控制平面一般跨多主機運行，集群跨多個節點運行。

　　　下圖展示了包含所有相互關聯組件的 Kubernetes 集群。

二、相關術語

　1、主機（Master）： 用於控制 Kubernetes 節點的電腦。所有任務分配都來自於此。

　kube-apiserver：API 伺服器是 Kubernetes 控制面的組件，該組件公開了 Kubernetes API。 API 伺服器是 Kubernetes 控制面的前端。

　kube-scheduler：控制平面組件，負責監視新創建的、未指定運行節點（node）的 Pods，選擇節點讓 Pod 在上面運行

　etcd：etcd 是兼具一致性和高可用性的鍵值資料庫，可以作為保存 Kubernetes 所有集群數據的後台資料庫。

　kube-scheduler：負責監視新創建的、未指定運行節點（node）的 Pods，選擇節點讓 Pod 在上面運行。

　kube-controller-manager：控制器管理組件，控制器包括

節點控制器（Node Controller）: 負責在節點出現故障時進行通知和響應。
副本控制器（Replication Controller）: 負責為系統中的每個副本控制器對象維護正確數量的 Pod。
端點控制器（Endpoints Controller）: 填充端點(Endpoints)對象(即加入 Service 與 Pod)。
服務帳戶和令牌控制器（Service Account & Token Controllers）: 為新的命名空間創建默認帳戶和 API 訪問令牌

　2、節點（Node）：負責執行請求和所分配任務的電腦。由 Kubernetes 主機負責對節點進行控制。

　容器集（Pod）：被部署在單個節點上的，且包含一個或多個容器的容器組。同一容器集中的所有容器共享同一個 IP 地址、IPC、主機名稱及其它資源。容器集會將網路和存儲從底層容器中抽象出來。

　複製控制器（Replication controller）：用於控制應在集群某處運行的完全相同的容器集副本數量。

　服務（Service）：將工作內容與容器集分離。Kubernetes 服務代理會自動將服務請求分發到正確的容器集——無論這個容器集會移到集群中的哪個位置，甚至可以被替換掉。

　Kubelet：運行在節點上的服務，可讀取容器清單（container manifest），確保指定的容器啟動並運行。

　kubectl： Kubernetes 的命令行配置工具。

三、環境準備

　由於Cenos環境問題，本次驗證先採用本地windows docker 中啟用k8s做驗證

　1、安裝Docker for Windows

　2、啟用k8s，進入docker設置介面

　3、重啟：docker 服務，左下角：Kubernetes 狀態為running，則表示k8s集群已運行起來

　 4、啟動Kubernetes dashboard　　　

　　下載鏡像：

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v2.0.4/aio/deploy/recommended.yaml
或
kubectl create -f kubernetes-dashboard.yaml --需要下載 //github.com/AliyunContainerService/k8s-for-docker-desktop/tree/v1.18.8

　　檢查 kubernetes-dashboard 應用狀態

kubectl get pod -n kubernetes-dashboard

　　開啟 API Server 訪問代理

kubectl proxy

　　訪問地址：//localhost:8001/api/v1/namespaces/kubernetes-dashboard/services/https:kubernetes-dashboard:/proxy/

　獲取token:　　　　

$TOKEN=((kubectl -n kube-system describe secret default | Select-String "token:") -split " +")[1]
kubectl config set-credentials docker-for-desktop --token="${TOKEN}"
echo $TOKEN

　　輸入token進入管理介面，查看k8s相關資訊

四、過程問題

　問題：當啟用k8s後，重啟docker服務後，Kubernetes 狀態一直為：starting

　解決辦法：//developer.aliyun.com/article/672675　　

五、其他：

　本次只對k8s基礎了解，還需要對它的相關應用進一步，學習了解相關：Pod、Service、現有項目實際部署；才能真正對相關內容有更加深入的認識相關內容

　在官網中也可以在線學習相關基礎知識和操作還是比較好

參考：

　中文官網：//kubernetes.io/zh/docs/concepts/overview/what-is-kubernetes/

　k8s在線學習：//kubernetes.io/zh/docs/tutorials/kubernetes-basics/

　k8s啟用：//developer.aliyun.com/article/672675

Tags: k8s Kubernetes