kubernetes入门

引言

随着2013年docker的发布，服务的部署方式开始逐渐向docker迁移。因为docker启动更快，资源利用率更高；并且也极其便利，业务人员只需要编写好dockerfile，就可以任意支持docker的环境中运行相应的程序。

但是大家都知道，我们并不是只有一个节点，我们也不是只有一个服务。因此，在docker产生之后的一些年里，诞生了很多种容器编排工具，其中最著名的也就是本文着重要讲的kubernetes了。

kubernetes, 一般简称为k8s，用8代替8个字符“kubernete”而成的缩写, 是由google开源的用于管理云平台中多个主机上的容器化的应用。这个项目源于google内部的borg系统，从项目的架构来看，和borg的论文如出一辙，感兴趣的可以去看一看。这篇文章会讲k8s的设计理念，k8s的主要组件，希望大家看了这篇文章，能对k8s有一个比较清晰的认识和了解。

k8s能做什么呢？

autoscale 可以根据我们制定的规则，实现自动扩缩容，以满足业务的需要.
蓝绿部署启动运行着新版应用的副本集的同时，旧版应用依旧提供服务，直到新的应用ready
管理有状态／无状态应用，管理cronjob等
自带服务发现
负载均衡
支持第三方插件
......

对，你所需要的，k8s基本都能做。那么，k8s有那些关键的东西呢？

k8s关键词

master
node
pod
Deployment
Service
label
namespace
ingress
......

如果我们使用k8s的话，应该会经常接触到这些概念，那么他们是什么呢？

master

k8s也是master-agent架构，master可以认为是k8s的运行中心。

master上运行着kube-apiserver、kube-scheduler、 kube-controller-manager、 etcd等核心组件。 apiserver是整个k8s的调度中心，通过暴露rest接口, 接受来自其他组件的请求并且与持久化存储(etcd)交互。kube-scheduler是调度进程，支持多种算法，为pod找到适合的node。controller-manager是主要的守护进程，管理着所有的control loop, 通过监听api-server，使各个类型的资源达到预期的状态。etcd提供k8s的数据存储服务，是一个强一致性(基于raft实现)的内存数据库系统，存储配置以及资源对象。

node

node是k8s中运行我们应用程序的节点，

node上运行着kubelet、kube-proxy、container runtime engine等组件。kubelet就是agent，监听着apiserver的接口，管理需要在当前节点运行的pod。kube-proxy管理各个节点上的网络规则，实现了service的流量转发以及负载均衡。支持userspace(deprecated)、iptables以及ipvs(推荐使用)。container runtime提供了容器运行时的接口，支持多种容器实现，比如docker、rkt等。

pod

pod是k8s可以创建和管理的最小单元。一个pod可以有多个容器。不具有持久化的特性。pod内的容器共享网络空间和存储，可以认为是一个逻辑主机。

service

service是一个抽象概念，定义了服务访问pod的策略。是持久化的资源。有ClusterIP、NodePort、NodePort、ExternalName等类型。

ingress

k8s对外暴露服务主要有两种方式：NotePort和LoadBalance。ingress只需要一个NodePort或者一个LB就可以满足所有service对外服务的需求。运行机制如图

Architecture

那么，现在来看看k8s的整体架构吧

当我们创建deployment的时候发生了什么?

api-server存储deployment到etcd中
deployment controller监听到新的deployment，创建replicaset
replicaset controller监听到新的replicaset，创建对应的pod
scheduler监听到新的pod，选择适合的node
kubelet运行pod, pod初始化

这个过程比较复杂。k8s通过api去解耦各个组件和etcd的交互，是通过 list-watch实现的此功能。后面会根据对应的代码进行一一分解。

参考: