1.Kubernetes介紹
Kubernetes是Google在2014年6月開源的一個容器集羣管理系統，使用GO語言開發，Kubernetes也稱爲K8S。K8S是Google內部一個叫Borg的容器集羣管理系統衍生出來的，Borg已經在Google大規模生產運行十年多。
K8S主要用於自動化部署、擴展和管理容器應用，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正式發佈，截止2019年7月14日最新穩定版本是v1.15.0。Kubernetes目標是讓部署容器化應用簡單高效。
官方網站：https://kubernetes.io/
2.Kubernetes主要功能
| 功能 | 詳情 |
|---|---|
| 數據卷 | Pod中容器之間共享數據，可以使用數據卷。 |
| 應用程序健康檢查 | 容器內服務可能進程堵塞無法處理請求，可以設置監控檢查策略保證應用健壯性。 |
| 複製應用程序實例 | 控制器維護着Pod副本數量，保證一個Pod或一組同類的Pod數量始終可用。 |
| 彈性伸縮 | 根據設定的指標（CPU利用率）自動縮放Pod副本數。 |
| 服務發現 | 使用環境變量或DNS服務插件保證容器中程序發現Pod入口訪問地址。 |
| 負載均衡 | 一組Pod副本分配一個私有的集羣IP地址，負載均衡轉發請求到後端容器。在集羣內部其他Pod可通過這個ClusterIP訪問應用。 |
| 滾動更新 | 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。 |
| 服務編排 | 通過文件描述部署服務，使得應用程序部署變得更高效。 |
| 資源監控 | Node節點組件集成cAdvisor資源收集工具，可通過Heapster彙總整個集羣節點資源數據，然後存儲到InfluxDB時序數據庫，再由Grafana展示。 |
| 提供認證和授權 | 支持角色訪問控制（RBAC）認證授權等策略。 |
3.Kubernetes基本對象概念
基本對象：
| 基本對象 | 詳情 |
|---|---|
| Pod | Pod是最小部署單元，一個Pod有一個或多個容器組成，Pod中容器共享存儲和網絡，在同一臺Docker主機上運行。 |
| Service | 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集合對外表現是爲一個訪問入口，分配一個集羣IP地址，來自這個IP的請求將負載均衡轉發後端Pod中的容器。Service通過Lable Selector選擇一組Pod提供服務。 |
| Volume | 數據卷，共享Pod中容器使用的數據。 |
| Namespace | 命名空間將對象邏輯上分配到不同Namespace，可以是不同的項目、用戶等區分管理，並設定控制策略，從而實現多租戶。命名空間也稱爲虛擬集羣。 |
| Lable | 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：
| 基本對象 | 詳情 |
|---|---|
| ReplicaSet | 下一代Replication Controller。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lable selector支持不同，RS支持新的基於集合的標籤，RC僅支持基於等式的標籤。 |
| Deployment | 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，這就意味着可能永遠不需要直接操作ReplicaSet對象。 |
| StatefulSet | StatefulSet適合持久性的應用程序，有唯一的網絡標識符（IP），持久存儲，有序的部署、擴展、刪除和滾動更新。 |
| DaemonSet | DaemonSet確保所有（或一些）節點運行同一個Pod。當節點加入Kubernetes集羣中，Pod會被調度到該節點上運行，當節點從集羣中移除時，DaemonSet的Pod會被刪除。刪除DaemonSet會清理它所有創建的Pod。 |
| Job | 一次性任務，運行完成後Pod銷燬，不再重新啓動新容器。還可以任務定時運行。 |
4.系統架構及組件功能
系統架構圖
組件功能
Kubectl
用戶層面，用戶通過Kubectl去管理集羣。Kubectl通過調用kube-apiserver去調用集羣接口。
Master
| Master組件 | 詳情 |
|---|---|
| kube-apiserver | Kubernetes API，集羣的統一入口，各組件協調者，以HTTP API提供接口服務，所有對象資源的增刪改查和監聽操作都交給APIServer處理後再提交給Etcd存儲。 |
| kube-controller-manager | 處理集羣中常規後臺任務，一個資源對應一個控制器，而ControllerManager就是負責管理這些控制器的。 |
| kube-scheduler | 根據調度算法爲新創建的Pod選擇一個Node節點。 |
Node
| Node組件 | 詳情 |
|---|---|
| kubelet | kubelet是Master在Node節點上的Agent，管理本機運行容器的生命週期，比如創建容器、Pod掛載數據卷、下載secret、獲取容器和節點狀態等工作。kubelet將每個Pod轉換成一組容器。 |
| kube-proxy | 在Node節點上實現Pod網絡代理，維護網絡規則和四層負載均衡工作。 |
| docker或rocket/rkt | 運行容器。 |
Etcd
分佈式鍵值存儲系統。用於保持集羣狀態，比如Pod、Service等對象信息。
來源：阿良課件