kubernetes互動課程學習之2
標籤：kubernetes 實踐
因爲內容很多前文都學過了一遍，而且概念性的東西都比較簡單，就不贅述了。
2.1 Kubernetes簡介
k8s特性
這是從整體的角度來分析k8s的優點，或者說，特性。
Kubernetes是在容器層進行操作而不是硬件層。因此只要能夠在容器上部署的應用，就可以在Kubernetes上部署。
Kubernetes提供了很多PaaS都有的特性，如部署、彈性伸縮、負載均衡、日誌和監控，但這些並不是統一的，而是可選的插件。
- automatic binpacking：自動將容器根據資源消耗和其他限制條件，在不犧牲可用性的前提下部署到節點上。儘可能提高資源的使用率。
- self-healing：在容器失敗的時候重啓、重新調度。
- horizontal scaling：水平拉伸。拉伸分爲垂直和水平兩種，垂直指的是分配給實例的資源增加，水平指的是分配更多的實例。
- service discovery and load balancing：服務發現和負載均衡。如前文提到的，k8s中的服務發現主要是service進行的，而負載均衡是由kube-proxy完成的。
- automated rollouts and rollbacks：k8s會漸進地roll out來更新應用，如果發生錯誤，會roll back，以避免服務掉線。
- secret and configuration management。可以部署和升級Secret對象來應對服務器中需要加密的數據，而不需要重構鏡像，或者說在配置文件中暴露。
- storage orchestration：自動掛載存儲系統，支持公有云服務商的文件存儲系統，或者網絡存儲系統。
- batch execution：除了服務以外，k8s還可以管理批處理腳本和持續集成(CI,continuous integration)的負載壓力，替換失敗的容器。
k8s做不到什麼
- 自動部署源代碼和編譯，CI/CD需要用戶自行完成。
- 不支持應用級的服務，比如中間件、數據處理框架、數據庫等，需要用戶自己封裝完成。
- 不提供日誌、監控或者警告模塊的解決方案，雖然有很多的第三方插件。
- 不提供configuration language，提供了聲明式的API。
2.2 Kubernetes Architecture
Kubernetes的組件
K8s可以分爲3部分：Master組件、Node組件、Addons
Master組件提供了cluster的控制平面，進行關於cluster的全局決策（比如調度），檢測cluster的活動並作出迴應。Master組件可以在cluster的任意機器上運行，但爲了簡便處理，一般只在一臺機器上運行，並且不再這臺機器上分配容器，管這臺機器叫做Master節點（雖然實際上也可以讓它分配Pod）
Master組件包括：
- kube-apiserver：暴露k8s的API，控制平面的前端。
- etcd：key-value型的存儲器，使用raft一致性算法，存放着所有cluster中的數據。（記得備份）
- kube-scheduler：負責調度Pod到節點上，調度操作的執行者。具體可以見這篇文章
- kube-controller-manager：負責運行controller的組件。Controller會從api server監聽容器的當前狀態，並試圖將它變爲用戶的期望狀態。原則上，每個controller是分離的進程，但爲了減少複雜性，它們被編譯進了一個二進制文件中，並在一個進程上運行。Controller包括Node controller(負責提示和報告Node下線)、Replication Controller(副本管理器，負責維護Pod的副本數量)、Endpoints Controller（產生Endpoint對象，連接Service和Pod）、Service Account & Token Controller（爲新的命名空間創建賬戶和API訪問令牌）
- cloud-controller-manager：負責運行和雲服務商相關的controller，通過調用它們提供的API來完成行爲。
Node組件在每一個節點上運行，維護Pod的運行和k8s的運行時環境。Node可以是虛擬機或是物理機。
- kubelet：在cluster上每個節點都運行着的客戶端，負責維護Pod中容器的運行。kubelet拿到一個PodSpecs的集合，確保這個集合中的容器健康運行。
- kube-proxy：kube-proxy具體實現service的功能，詳見前文，通過維護轉發表來實現，iptables在大流量下表現不好。
- container runtime：容器運行時，負責運行容器的軟件，目前支持:docker,rkt,runc和所有符合OCI接口的實現。
Addons是實現其他非必須cluster特性的pod和service，例如DNS服務、互聯網看板、資源監控和日誌框架等等。
2.3 interacting with kubernetes
一般來說，用戶通過使用k8s的API對象來描述他所希望的集羣狀態。
k8s通過使用k8s object來完成系統狀態的抽象。一個k8s對象是目的的記錄，一旦你創建了一個對象，k8s系統會盡量去維護它。通過創建這個對象，你告訴k8s集羣你所希望的cluster狀態。
教程中使用了RESTful API來與api server進行交互，但是我幾次嘗試都失敗了，不知道原因。
實際上，官方提供的kubectl就是通過RESTful API和api server進行交互的，就像docker也是通過RESTful API和docker守護進程進行交互一樣。
kubectl apply，通過-f參數可以執行指定配置文件來配置資源，支持JSON和yaml.kubectl get，通過kubectl get resources name拿到資源列表，瞭解資源的狀態kubectl describe，通過kubectl describe name拿到詳細信息。kubectl cluster-info，查看集羣信息
get和describe支持的參數基本一致，包括：
- -n,–namespace，指定命名空間。
resource type/name，通過下劃線加名字可以指定特定名字的資源- -l參數，指明label，後跟一串key、value作爲篩選。
2.4 kubectl command
通用命令格式：kubectl [command] [TYPE] [NAME] [flags]
- command指想要進行的狀態，如get、describe、delete、create等。
- type和name指定了操作的目標對象。其中type爲資源類型，比如pod、service等，name爲實例的名字屬性。type是大小寫不敏感的，而且容錯率較高。支持的type類型。如果忽略name的話，會顯示type的所有實例。
- 如果想要同時顯示多個對象，可以使用
TYPE1 name1 name2 name<N>，即在後面羅列姓名。如果類型不一樣，可以使用斜槓，如TYPE1/name1 TYPE1/name2 TYPE<#>/name<#>
2.5 YAML file structure
- apiVersion：Kubernetes會使用多個版本的API，但一般都使用v1，如果不確定可以看這裏
- kind:指定創建的對象類型
- metadata：包含了可以唯一識別一個對象的數據，比如名字和命名空間。比較重要的屬性還有labels，一般用來幫助給對象歸類。
- spec：對每個kind的對象來說這裏都不一樣，指定了創建的細節，
可以將多個對象放入同一個yaml文件中，每個對象之間換行，使用---進行分隔。
2.6 kubernetes self-healing mechanisms
複習一下Deployment的定義：爲Pods和ReplicaSets提供聲明式升級服務的controller。
ReplicationController負責根據Deployment的定義維護Pod的副本數，在副本數量不對的時候進行調整，同時提供滾動升級服務以及回滾。
比較重要的概念：系統間的連接是並行進行的，label是唯一確定連接的重要機制。