什麼是kubernetes？
服務部署模式的變遷
- 將服務直接部署在物理機上；
- 將服務部署在虛擬機上（虛擬機分隔物理資源，使服務器得到充分利用）openstack；
- 將服務部署到容器中（容器化），使用k8s管理容器；
帶來的問題
- 前提條件：SOA架構，微服務架構模式下，服務拆分越來越多，部署維護的服務越來越多，如此多的服務如何去管理？
- 面臨問題：
- 如何對服務進行橫向擴展？
- 如何應對容器宕機？數據應該如何恢復？
- 如何在不影響業務的前提下發布新版本？
- 如何對容器進行監控？
- 如何調度創建容器？
- 如何保證數據安全性？
- 以上問題使用k8s進行管理容器可以完美解決
雲架構 & 雲原生
- 雲 和 k8s 的關係
- 雲就是使用容器構建的一套服務集羣網絡，雲由很多的大量容器構成。
- k8s 就是用來管理雲中的容器。
- 雲架構
- iaas 基礎設施即服務
- paas 平臺即服務
- saas 軟件即服務
- serverless：站在用戶的角度考慮問題，用戶只需要使用雲服務器即可，在雲服務器所有的基礎環境，軟件環境都不需要用戶自己考慮。（趨勢）
- 雲原生：讓應用程序（項目，服務軟件）運行在雲上的解決方案叫做雲原生。具有以下特點：
- 容器化 --- 所有的服務都必須部署在容器中
- 微服務 --- web服務架構師微服務架構
- CI/CD
- DevOps
k8s 在企業中應用場景
- 可以構建自動化運維平臺
- 可以充分利用服務器資源
- 可以使服務進行無縫遷移
kubernetes 架構原理
- kubernetes 是google公司使用go語言開發，是根據borg系統開發出來的。
- kubernetes 架構
- master節點：不存儲容器，只負責調度、控制器、網關、資源對象存儲。
- api server：k8s網關，所有的指令請求都必須要經過api server；
- scheduler：調度器，使用調度算法，把請求資源調度某一個node節點；
- controller：控制器，維護k8s資源對象；
- etcd：存儲資源對象；
- node節點（物理機）：內部存pod，pod中存容器。
- docker：運營容器的基礎環境，容器引擎；
- kubelet：在每一個node節點都存在一份，在node節點上的資源操作指令由kubelet來執行，負責本地pod的維護。
- kube-proxy：代理服務，負責負載均衡，在多個pod之間來做負載均衡；
- fluentd：日誌收集服務；
- pod：是k8s管理的基本單元（最小單元），pod內部存放容器。k8s不直接管理容器，而是管理pod；
- 關係： 一個master 對應一羣 node節點。
Pod 核心原理
- pod也是一個容器，用來封裝容器，相當於一個獨立主機（虛擬化分組）有自己的ip、主機名，一個沙箱環境；
- 在部署服務時，用來管理一組相關的服務（一般爲一個服務）；
- 一組相關服務：在鏈式調用上的一組服務；
- 實現服務集羣：只需要複製多個pod副本即可，k8s的擴容、縮容就是在控制pod的數量；
- 無法直接對外提供服務：pod是虛擬化的，沒有物理機或網卡與之對應，只能綁定物理機的端口，讓其與pod的端口進行映射，這樣可以通過物理機進行數據包的轉發；
- 生命週期：每一個生命週期內的ip、hostname都是不同的，即pod宕機後新建的pod的ip、hostname與之前的不相同；
- Pod底層：
1.Pod內部容器創建之前，必須先創建pause容器。
2.服務容器之間訪問使用localhost，相當於訪問本地服務一樣。
ReplicaSet 副本控制器
- 功能：控制pod副本（服務集羣）的數量，使得永遠與設定的數量保持一致，當有pod宕機的時候，副本控制器會立馬重新創建一個新的pod；
- 原理：通過標籤選擇器來選擇維護一組相關的服務；
- 兩種副本控制器：
- ReplicationController：使用標籤選擇器時只能單選；
- ReplicaSet：使用標籤選擇器時既能單選也能複選；（建議使用）
Deployment 部署對象
- 服務部署結構模型，一般用來部署無狀態服務，不能部署有狀態的服務，如MySql；
- 支持滾動更新；
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StatefulSet 部署對象
- 服務部署結構模型
- 解決有狀態服務的容器化部署問題
- 有狀態服務：
- 有實時的數據進行存儲；
- 有狀態服務集羣中，把一個服務抽離出去，一段時間後再加入集羣網絡，集羣網絡無法使用；
- 無狀態服務：
- 無實時的數據進行存儲；
- 無狀態服務集羣中，把一個服務抽離出去，一段時間後再加入集羣網絡，對集羣網絡沒有影響；
- 有狀態服務：
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Service 資源對象
- pod IP：pod的 IP 地址；
- node IP：物理機的 IP 地址；
- cluster IP：虛擬 IP，是由k8s抽象出的service對象，這個service對象就是一個VIP的資源對象；
- 通信：service同樣不能直接對外提供服務，與pod間的通信是局域網通信；
- 請求流程：外部請求→物理機IP:Port→將請求交給service→service使用iptable、ipvs分發到pod；
- 實現負載均衡：service的負載均衡實際上是iptable、ipvs實現的；