Kubernetes (K8s) is an open-source system for automating deployment, scaling, and management of containerized applications.
k8s是一个开源的云操作系统，能够用来自动化部署，扩缩容和管理我们的容器应用，简单来说，就是提供了容器编排和管理功能的系统
架构图
Master：
- 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；
- Scheduler：负责资源的调度，按照预定的调度策略将Pod调度到相应的机器上；
- Controller-Manager：负责维护集群的状态，比如故障检测、自动扩展、滚动更新等；
- ETCD：保存了整个集群的所有信息；
node：
- Kubelet ：负责维护容器的生命周期，同时也负责Volume（CVI）和网络（CNI）的管理；
- docker：负责镜像管理以及Pod和容器的真正运行（CRI）；
- kubeproxy：负责为Service提供cluster内部的服务发现和负载均衡；
核心附件：
- CoreDNS：负责为整个集群提供DNS服务
- Dashboard：提供一个简单的GUI界面来查看集群信息和操作集群
- Ingress：为服务提供外网入口，提供域名访问服务功能
- Flannel：为集群之间提供网络连接服务，分配pod和serviceIP功能
基本概念
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容器：一种轻量级、可移植、自包含的软件打包技术
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Master：为用户可和服暴露API，以最优方式调度工作负载，编排其他组件
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Pod: k8s最小调度单位，封装了一个或者多个容器的资源对象，Pod内所有容器共享命名空间和存储资源，类比豌豆荚
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资源标签：一个键值型（key/value）数据，辨别pod的属性，或者帮助Scheduler来进行调度
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标签选择器： Lable Selector，根据标签过滤符合条件的资源对象
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namespace：资源对象的隔离，Service、Deployment、Pod
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Volume：存储卷，独立于容器文件系统的存储空间，为容器提供持久存储能力
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Pod控制器：用户不会直接部署管理pod，借助另一个抽象的工具【控制器(control) 】进行管理，保证副本数量达到预期
以下是Control的类型和功能列表
| 类型 | 功能 | 备注 |
|---|---|---|
| ReplicationController | 保证Pod的副本数达到预期 | 几乎废弃 |
| ReplicaSet | 新一代RC，支持基于集合的标签选择器 | 新一代控制器 |
| Deployment | 是最常用的管理无状态的pod，构建于RS之上 | 支持基于集合（ set-based ）的标签选择器，以及它的滚动更新（ Rolling-Update ）机制,区别于RS的地方 |
| StatefulSet | 有状态的持久化应用，如database，为每个Pod创建独特标识，确保Pod间顺序性 | |
| DaemonSet | 用于确保每个节点都运行某Pod的一个副本，新增节点也会被添加此类Pod,用于运行集群存储守护进程，如ceph和glusterd,日志收集进程fluentd、logstash以及监控进程，prometheus的Node Exporter等 | |
| Job | 运行完成后可终止的应用，如批处理作业任务 |
- 命名空间
作用：资源配额的隔离：CPU、Memory
kubectl get namespace
NAME STATUS AGE
default Active 28d
kube-public Active 28d
kube-system Active 28d
创建一个命名空间
$ cat namesapce-dev.yaml
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
name: dev
$ kubectl create -f namesapce-dev.yaml
简单命令创建
kubectl create ns dev
kubectl get all -n kube-system #查看一个命名空间下所有的内容
注意：不同命名空间下SvcIP、PodIP是可以访问的,是对名字的隔离
k8s服务、网络、存储概念
Service概念
Service 是建立在一组Pod 对象之上的资源抽象，它通过标签选择器选定一组Pod 对象，并为这组Pod 对象定义一个统一的固定访问入口（通常是一个IP 地址），若K8s 集群存在DNS 附件，它就会在Service 创建时为其自动配置一个DNS 名称以便客户端进行服务发现。到达Service IP 的请求将被负载均衡至其后的端点一一各个Pod 对象之上，Service从本质上来讲是一个四层代理服务。另外，Service 还可以将集群外部流量引入到集群中来。
Service类型
-
第一种是仅用于集群内部通信的ClusterIP类型；
-
第二种是接入集群外部请求的NodePort 类型它工作于每个节点的主机IP 之上；
-
第三种是LoadBalancer 类型，可以把外部请求负载均衡至多个Node 的主机IP 的NodePort 之上
此三种类型中，每一种都以其前一种为基础才能实现，而且第三种类型中的LoadBalancer 需要协同集群外部的组件才能实现，此外部组件并不接受Kubemetes的管理。
-
第四种是ExternalName,通过将Service映射由ExternalName字段的内容指定的主机名来暴露服务
Service IP 是一种虚拟IP ，也称为Cluster IP ，它专用于集群内通信，通常使用专用的地址段，如“ 10.96.0.0/12 ”网络 PodIP常用: 10.244.0.0/16
Ingress：Pod和service都只能在集群内部通信，Ingress可以实现HTTPS（七层）负载均衡，实现和集群外部通信，本身是一组路由规则的集合，其控制器主要使用Nginx，或者haproxy
HostPort和NodePort的区别：NodetPort是通过所有节点暴露容器服务，而HostPort由Pod对象所在的节点IP地址来暴露
k8s集群的网络
目的：
所有Pod之间不需要经过NAT直接通信，都在一个扁平的网络空间内
所有集群内节点可不经过NAT机制直接和所有容器进行通信
分类：
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各主机自身的网络，地址配置于主机网络接口，配置于k8s集群构建之前，不能由k8s管理
-
k8s集群专用于pod资源对象的虚拟网络，配置在Pod的容器接口上，为Pod设定IP和网络，借助于CNI插件实现，可部署k8s集群之外或者托管在集群上，需要在构建集群有管理员定义
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专用于service资源对象的虚拟网络，不配置在任何主机或者容器的网络接口，通过node的kube-proxy配置为iptables或者ipvs规则，网络在集群创建时指定
Kubernetes 资源对象
| 类型 | 说明 |
|---|---|
| 工作负载( Workload ） | 通常称为pod 控制器，主要分为有状态、无状态 |
| 发现和负载均衡（ Discovery & LB ） | Ingress（七层负载均衡） |
| 配置和存储（ Config & Storage ） | 挂载外部存储卷 |
| 集群( Cluster ）资源 | Node、Role、ClusterRole、RoleBinding、 ClusterRoleBinding |
| 元数据（ Metadata ） | 具有kind 、apiVersion 、metadata 、spec 和status 五个一级宇段 |
资源类型（ resource type ）是指在URL 中使用的名称，如Pod 、Namespace 和Service等，其URL 格式为“ GROUPNERSION度ESOURCE ”，如apps/v1/deployment 。
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apiVersion 版本号，例如 v1
-
kind 代表着资源对象所属的类 Pod/Deployment/Service/Namespace
-
metadata 字段为资源提供元数据信息，如名称、隶属的名称空间和标签等；
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spec 则用于定义用户期望的状态，不同的资源类型，其状态的意义也各有不同
-
status 则记录着活动对象的当前状态信息，它由Kubemetes 系统自行维护，对用户来说为只读字段
如果是YAML 格式的清单文件，多个资源彼此之间要使用—
单独的一行进行资源分割，这样，多个资源就将以清单文件中定义的次序被create 、apply等子命令调用
kubectl api-versions 查看现有api的版本
kubectl常用命令
kubectl 的命令分类：
| 类型 | 命令 |
|---|---|
| 陈述式命令（ imperative command ） | run , expose 、delete 和get 等命令 |
| 陈述式对象配置（ imperative object configuration ） | create 、delete 、get 、describe和replace |
| 声明式对象配置（ declarative object config uration ) | apply |
1、创建一个nginx的deployment
$ kubectl run nginx-deploy --image=nginx:1.12 --port=80 --replicas=2
2、对nginx-deploy进行扩缩容
$ kubectl scale deploy/nginx-deploy --replicas=3
3、对nginx-deploy进行服务端口暴露,通过Service的8080端口转发至容器的80端口上
$ kubectl expose deployment nginx-deploy --port=8080 --target-port=80
4、将nginx-deploy暴露为NortPort
$ kubectl expose deployment nginx-deploy --type="NodePort" --port=80 --name=my_nginx_web
5、打印容器日志
$ kubectl logs coredns-7b47bbb54c-q6dkr -n kube-system -f
.:53
[INFO] plugin/reload: Running configuration MD5 = 1588bb3af386f386c40674040e2b3399
______ ____ _ _______
/ ____/___ ________ / __ \/ | / / ___/ ~ CoreDNS-1.6.3
/ / / __ \/ ___/ _ \/ / / / |/ /\__ \ ~ linux/amd64, go1.12.9, 37b9550
/ /___/ /_/ / / / __/ /_/ / /| /___/ /
\____/\____/_/ \___/_____/_/ |_//____/
-f 用于持续监控指定容器中的日志输出,类似于tail -f
6、进入容器执行命令
格式: kubectl exec -it <Pod-name> /bin/bash
#进入容器，如果一个pod里面有多个容器加 -c <container name> 指定容器
$ kubectl exec -it nginx-deploy-64c7978669-2x5xz -n kube-system /bin/bash
7、删除某个命名空间所有pod
$ kubectl delete pods --all -n kube-public
8、查看版本
$ kubectl version --short #查看版本，也可以使用kubectl get node查看
Client Version: v1.15.0
Server Version: v1.15.0
9、运行一个测试容器
$ kubectl run client --image=busybox --restart=Never -it -- /bin/sh
10、命令的测试运行，选项--dry-run
$ kubectl run nginx-deploy --image=nginx:1.12 --port=80 --replicas=2 --dry-run
11、给指定节点打标签
$ kubectl label nodes master disktype=ssd