K8S

概述

Kubernetes是什么？

K8S全称kubernetes，是一个开源的，可移植，可扩展的，生产级别的容器编排系统，用于对容器化应用程序进行自动部署，扩展和管理。
Kubernetes这个名字源于希腊语，意为“舵手”或“飞行员”。k8s这个缩写是因为k和s之间有八个字符的关系。Google在2014年开源了kubernetes项目。Kubernetes建立在Google大规模运行生产工作负载十几年经验的基础上，结合了社区中最优秀的想法和实践。

时光回溯

让我们回顾一下为何Kubernetes能够裨益四方。

传统部署时代：

早期，各机构是在物理服务器上运行应用程序。由于无法限制在物理服务器中运行的应用程序资源使用，因此会导致资源分配问题。例如，如果在物理服务器上运行多个应用程序，则可能会出现一个应用程序占用大部分资源的情况，而导致其它应用程序的性能下降。一种解决方案是将每个应用程序都运行在不同的物理服务器上，但是当某个应用程序资源利用率不高时，剩余资源无法被分配给其它应用程序，而且维护很多物理服务器的成本很高。

虚拟化部署时代

因此，虚拟化技术被引入了。虚拟化技术允许你在单个物理服务器的CPU上运行多台虚拟机(VM)。虚拟化能使应用程序在不同VM之间被彼此隔离，且能提供一定程度的安全性，因为一个应用程序的信息不应被另一应用程序随便访问。
虚拟化技术能够更好地利用物理服务器的资源（？？？），并且因为可轻松地添加或更新应用程序，而因此可以具有更高的可伸缩性，以及降低硬件成本等等的好处。
每个VM是一台完整的计算机，在虚拟化硬件之上运行所有组件，包括其自己的操作系统(OS)。

容器部署时代

容器类似于VM，但是更宽松的隔离特性，使容器之间可以共享操作系统。因此，容器比起VM被认为是更轻量级的。且与VM类似，每个容器都具有自己的文件系统，CPU，内存，进程空间等。由于它们与基础架构分离，因此可以跨云和OS发行版本进行移植。
容器因具有许多优势而变得流行起来。下面列出的是容器的一些主要好处：

• 敏捷应用程序的创建和部署：与使用VM镜像相比，提高了容器镜像创建的简便性和效率。
• 持续开发，集成和部署：通过快速简单的回滚(由于镜像不可变性)，提供可靠且频繁的容器镜像构建和部署。
• 关注开发与运维的分离：在构建，发布时创建应用程序镜像，而部署在部署时，从而将应用程序与基础架构分离。
• 可观察性：不仅可以显示OS级别的信息和指标，还可以显示应用程序的运行状况和其它指标信号。
• …

为什么需要Kubernetes，它能做什么？

容器是打包和运行应用程序的好方式。在生产环境中，你需要管理运行着应用程序的容器，并确保服务不会下线。例如，如果一个容器发生故障，则你需要启动另一个容器。如果此行为交由系统处理，会不会更容易一些？

这就是Kubernetes要来做的事情！Kubernetes为你提供了一个可弹性运行分布式系统的框架。Kubernetes会满足你的扩展要求，故障转移，部署模式等。

Kubernetes为你提供：

• 服务发现和负载均衡
  Kubernetes可以使用DNS名称或IP地址来暴露容器。如果进入容器的流量很大，Kubernetes可以负载均衡并分配网络流量，从而使部署稳定。
• 存储编排
  Kubernetes允许你自动挂载你选择的存储系统，例如本地存储，公共云提供商。
• 自动部署和回滚
  你可以使用Kubernetes描述已部署容器的所需状态，它可以以受控的速率将实际状态更改为期望状态。例如，你可以自动化Kubernetes来为你的部署创建新容器，删除现有容器并将它们的所有资源用于新容器。
• 自动完成装箱计算
  Kubernetes允许你指定每个容器所需CPU和内存，当容器指定了资源请求时，Kubernetes可以做出更好的决策来为容器分配资源。
• 自我修复
  Kubernetes将重新启动失败的容器，替换容器，杀死不响应用户定义的运行状态检查的容器，并且在准备好服务之前不将其通知给客户端。
• 密钥与配置管理
  Kubernetes允许你存储和管理敏感信息，例如密码，OAuth令牌和ssh秘钥。你可以在不重建容器镜像的情况下部署和更新秘钥和应用程序配置，也无需在堆栈配置中暴露秘钥。

Kubernentes不是什么？

Kubernetes不是传统的，包罗万象的PaaS(平台即服务)系统。由于Kubernetes是容器级别运行，而非在硬件级别，它提供了PaaS产品共有的一些普遍适用的功能，例如部署，扩展，负载均衡，日志记录和监视。但是，Kubernetes不是单体式系统，那些默认解决方案都是可选的，可插拔的。Kubernetes为构建开发人员平台提供了基础，但在重要的地方保留了用户选择权，能有更高的灵活性。

• 不限制支持的应用程序类型。Kubernetes旨在支持极其多种多样的工作负载，包括无状态，有状态和数据处理工作负载。如果应用程序可以在容器中运行，那么它应该可以在Kubernetes上很好的运行。
• 不部署源代码，也不构建你的应用程序。持续集成(CI)，交付和部署(CI/CD)工作流取决于组织的文化和偏好以及技术要求。
• 不提供应用程序级别的服务作为内置服务，例如中间件(例如消息中间件)，数据处理系统(例如Spark)，数据库(例如MySQL)，缓存，集群存储系统(例如Ceph)。这样的组件可以在Kubernetes上运行，并且可以由运行在Kubernetes上的应用程序通过可移植机制(例如开放服务代理)来访问。
• 不是日志记录，监视或警报的解决方案。它集成了一些功能作为概念证明，并提供了收集和导出指标的机制。
• 不提供也不采用任何全面的机器配置，维护，管理或自我修复系统。
• 此外，Kubernetes不仅仅是一个编排系统，实际上它消除了编排的需要。编排的技术定义是执行已定义的工作流程：首先执行A，然后执行B，再执行C。而Kubernetes包含了一组独立可组合的控制过程，可以连续地将当前状态驱动到所提供的预期状态。你不需要在乎如何从A移动到C，也不需要集中控制，这使得系统更易于使用且功能更强大，系统更健壮，更为弹性和可扩展。

Kubernetes组件

Kubernetes API

使用Kubernetes对象

Kubernetes架构

容器

Kubernetes中的Windows

工作负载

服务，负载均衡和联网

存储

配置

安全

策略

调度，抢占和驱逐

集群管理

扩展Kubernetes