大蕉說k8s(開篇)No.181

• 2020 年 2 月 25 日
• 筆記

Kubernetes，全名還是有點長的，業界縮寫是 k8s，後續我也用k8s來代替全名。關於k8s，官方的介紹是這樣的

Kubernetes is an open-source system for automating deployment, scaling, and management of containerized applications.

k8s是一個提供 自動化部署、自動化擴縮容以及管理容器化應用的開源系統。

怎麼理解呢？就是首先，k8s 是開源的，這是毋庸置疑的。其次呢，k8s 管理的對象是 容器化的應用，也就是說普通的非容器化的應用它不管。第三呢，它提供了 自動化部署和自動化擴縮容 的能力。

這三條合起來，可以實現一個普遍的現有系統自動化運維能力。

至於為什麼用容器來作為運行基礎，每個人有每個人的看法，我的看法比較勢利，就是為了提高資源利用率，人和機器利用率，主要是機器。

直接部署在物理主機上或者雲主機上是這樣的，所有 App 公用作業系統以及硬體資源，各個App間可能互相影響，無法隔離，這確實是資源利用最高效的方式。

虛擬機部署方式是這樣的，好處是各個應用隔離非常徹底，缺點就是都要在主機作業系統上，跑多一層作業系統，資源浪費比較嚴重。

容器化部署是這樣的，好處就是App間隔離非常好，公用底層作業系統資源利用率蠻高，每個App都有自己的環境和資源分配。目前比較主流的開源容器技術有兩，一是 Docker，二是Rocket。（小提問，Docker需要我來講嗎？）

總得來說，k8s選擇容器技術作為最基礎運行單位，有著一定的考慮，比較重點的原因是容器技術可以做到 App 間隔離，以及相對於虛擬機的資源利用率。但是還有更加核心的一點，就是容器鏡像。

有了容器鏡像，開發者在本地運行的環境，跟放在服務端運行的環境可以保持 幾乎 100% 一致，本地的表現是怎樣的，打包成鏡像後在服務端運行的表現就是怎樣的。另外一方面，因為鏡像很標準包含了應用所需的所有環境，應用可以在調度下，非常非常方便地進行水平擴容和縮容。

聊完基礎的，聊聊 k8s 整體的大框架，圖取自《kubernetes 實戰》。

大的組件是這樣的，我先大概講一下各自的用途，後面每個組件詳細說說，我們把 Kubernetes 當成小區公寓管理員，那麼 Docker 可以認為是一個個的商品房套間里的一個房間。整個k8s 調度可以這樣理解，一個是 status 狀態，一個是 spec 期待，我們會有一個監控的程式，一直看著集群有任何一個部署的單元的狀態，如果當前的狀態跟期待值有區別，將會按照定義好的方式，把它搞到狀態值跟期待值一致。

比如我定義了

spec: 3隻?

status: 2 只 ?

可以看到，當前的狀態不對，需要再搞1 只?。那麼管理員不管是現場生1隻?，還是去路上撿1 只?，都要把它搞到 3隻?，而且還要品種一樣。這讓管理應用集群的小夥子壓力小多了。

Namespace: 命名空間，隔離用的，不同 NameSpace 相當於不同的單元。比如一單元二單元， 小區單元間默認是不互通的（當然也有辦法打通，比如通過 Service）。

Deployment: 部署，我們最常見的應用就會部署在這裡啦，他相當於一個套間，其中包含 Pod (整個套間，可能包含多個容器，荷蘭?和中華田園?要分房間) 和 Volume (存儲間)。

Pod: 部署的最小單位，一個 Pod 相當於整個套間，這個 Pod 要麼完全起來要麼完全沒起來，起了一半的都算沒起。k8s 的調度也是基於 Pod 維度的，也就是說，一旦一個 Pod 的 一個容器壞掉了要換，k8s 不會只換一個容器，會直接換掉整個 Pod （1 個?間壞了，整套公寓都要換掉）。

Volume: 在k8s 中，存儲是伴隨著目錄的，如果沒有特殊外部存儲，那麼一個容器的啟動會新建一個目錄，並且在銷毀的時候會把它刪掉，也就是說你連?粑粑可能都見不到。而看不到?粑粑是很難受的，排查問題都沒法排查。所以我們可以把外部存儲掛載進來。常見的有三種，一種是本地空目錄，一種是主機目錄，另外一種是 PV （Persistent Volume 持久化卷）。

ConfigMap: 我們會把幾乎所有的配置放在 ConfigMap 中，是典型的 kv 存儲。這樣維護起來很簡單，也不需要每次啟動容器的時候手動改配置。

Secret: 跟ConfigMap 是一模一樣的，區別就是只有在運行時的時候可以由程式獲取到，其他時間任何人都是看不見的。

DaemonSet: 後台程式，跟 Deployment 沒什麼區別，會一直在後台運行，會在每一個加入集群的節點中都啟動一個，保證自己是啟動的，一般會是一些守護容器或者監控或者代理容器。

StatefulSet: 跟 Deployment 沒什麼區別 ，區別點有兩個，第一個是 StatefulSet 是有唯一固定的標識的。Deployment 來說殺掉一個 1 號 Pod，可能會創建一個8 號 Pod 來代替。但是 StatefulSet 殺掉一個 1 號 Pod，也會創建一個一樣的 1 號 Pod 來代替。第二個是會配合外部固定的持久化存儲使用，保證新創建的 Pod 數據也是跟原來的 Pod 保持一致。一般 Mysql 這類需要固定存儲的會用這類存儲。

CrobJob: 內容跟 Deployment 差不多，區別點就是Deployment 會一直運行著，CrobJob 會定時運行，運行完成就殺掉自己。

Job: 跟 CrobJob 一樣，區別就是運行一次就殺掉自己，一般沒人用。

LabelSelector: 標籤選擇器，k8s 內部基本所有資源篩選都會通過打標籤的形式。比如Pod 選擇部署的節點，Service 服務選擇提供服務的 Pod。定義的形式就是典型的字元串 kv。比如 wealth : rich，height : 180，outlook : hansome。

Service: 選擇一批 Pod 作為服務提供者，並且與集群的 dns 聯動，生成統一的域名，集群內一般通訊都通過 Service 進行。特定的 Service 比如 Ingress 和 Nginx 還可以對外暴露埠進行服務提供。比如 Service 名叫荷蘭?，會尋找 Label 為荷蘭?的 Pod，然後直接把它們暴露給需要服務的人。

其他沒什麼好說的，基礎概念說完了。如果你只能記住一句話，那麼就記住這個叭。Pod 是最基礎部署單元，有很多個容器，帶了一定的標籤，可以通過 Service 對外提供服務。