IT学习笔记--Kubernetes

kubernetes组件：

一个Kubernetes集群主要是由控制节点（master）、工作节点（node）构成，每个节点都会安装不同的组件。

master：集群的控制平面，负责集群的决策

• ApiServer：资源操作的唯一入口，接收用户输入的命令，提供认证、授权、API注册和发现等机制
• Scheduler：负责集群的资源调度，按照预定的调度策略将Pod调度到相应的node节点上
• ControllerManager：负责维护集群的状态，比如程序部署安排、故障检测、自动扩展、滚动更新等
• Etcd：负责存储集群中各种资源对象的信息
• Kuberctl: 命令行配置工具

node：集群的数据平面，负责给容器提供运行环境

• Kubelet：负责维护容器的声明周期，即通过控制Docker来创建、更新、销毁容器
• KubeProxy：负责提供容器内部的服务发现和负载均衡
• Docker：负责节点上容器的各种操作

 下面，以部署一个Nginx服务来说明Kubernetes系统各个组件调用关系：

1. 首先要明确，一旦Kubernetes环境启动之后，master和node都会将自身的信息存储到etcd数据库中
2. 一个Nginx服务的安装请求首先会被发送到master节点的ApiServe组件
3. ApiServer组件会调用Scheduler组件来决定到底应该把这个服务安装到哪个node节点上
4. ApiServer调用ControllerManager去调度Node节点安装Nginx服务
5. Kubelet接收到指令后，会通知Docker，然后Docker来启动一个Nginx的Pod
6. 至此一个Nginx服务就启动成功了，如果需要访问Nginx，就需要通过KubeProxy来对Pod产生访问的代理，这样外界用户就可以访问集群中的Nginx服务了。

kubernetes概念：

• Master：集群控制节点，每个集群至少需要一个Master节点负责集群管控
• Node：工作负载节点，由Master分配容器到这些Node工作节点上，然后Node节点上的Docker负责容器的运行
• Pod：Kubernetes的最小控制单元，容器都是运行在Pod中的，一个Pod可以有一个或多个容器
• Controller：控制器，通过它来实现对Pod的管理，比如启动Pod、停止Pod、伸缩Pod的数量等
• Service：Pod对外服务的统一入口，下面可以维护着同一类的多个Pod
• Label：标签，用于对Pod进行分类，同一类Pod会拥有相同的标签
• Namespace：命名空间，用来隔离Pod的运行环境

kubernetes在集群启动之后，会默认创建几个namespace：default、kube-node-lease、kube-public、kube-system。

默认情况下，kubernetes集群中的所有的Pod都是可以相互访问的。但是在实际中，可能不想让两个Pod之间进行互相的访问，那此时就可以将两个Pod划分到不同的namespace下。kubernetes通过将集群内部的资源分配到不同的Namespace中，可以形成逻辑上的"组"，以方便不同的组的资源进行隔离使用和管理。

Pod:

Pod是kubernetes集群进行管理的最小单元，程序要运行必须部署在容器中，而容器必须存在于Pod中。Pod可以认为是容器的封装，一个Pod中可以存在一个或者多个容器。同一个Pod中的容器共享 IP 地址，进程间的通讯（IPC，Inter-Process Communication，进程间通信），主机名以及其他资源。

• 同一 Node 中的 Pod 的默认路由都是 docker0 的地址，由于他们关联在同一个 docker0 网桥上，地址段相同，所以能直接通信。
• 不同 Node 中的 Pod 间通信要满足两个条件： Pod 的 IP 不能冲突；将 Pod 的 IP 和所在的 Node 的 IP 关联起来，通过这个关联让 Pod 可以互相访问。

每一个Pod中都可以包含一个或多个容器，这些容器可以分为两类：

1. 用户程序所在的容器，数量可多可少
2. Pause容器，这是每个Pod都会有的一个根容器，它的作用有两个：

• 可以以它为依据，评估整个Pod的健康状态
• 可以在根容器上设置IP地址，其它容器都以此IP（Pod IP），以实现Pod内部的网络通信。这里Pod内部的通讯，Pod的之间的通讯采用虚拟二层网络技术来实现。

Pod定义：

下面是Pod的资源清单：

apiVersion: v1 #必选，版本号，例如：v1
kind: Pod #必选，资源类型，例如：Pod
metadata: #必选，元数据
  name: string #必选，Pod名称，
  namaspace: string #Pod所属命名空间，默认是“default”
  labels: #自定义标签列表
  - name: string
  annotations: 
  - name: string
spec: #必选，Pod中容器的详细定义
  containers: #必选，Pod中容器列表
  - name: string #必选，容器名称
    images: string #必选，容器镜像名称
    imagePullPolicy: [Always | Never | IfNotPresent] #获取镜像的策略
    command: [string] #容器的启动命令列表，如果不指定，使用打包时使用的启动命令
    args: [string] #容器的启动命令参数列表
    workingDir: string #容器的工作目录
    volumeMounts: #挂载到容器内部的存储卷位置
    - name: string #引用Pod定义的共享存储卷的名称，需要用volumns[]部分定义的卷名
      mountPath: string #存储卷在容器内mount的绝对路径，应少于512字符
      readOnly: boolean #是否是只读模式
    ports: #需要暴露的端口号列表
    - name: string #端口的名称
      containerPort: int #容器需要监听的端口号
      hostPort: int #容器所在主机需要监听的端口号，默认与Container相同
      protocol: string #端口协议，支持TCP和UDP，默认TCP
    env: #容器运行时需要配置的环境变量列表
    - name: string #环境变量名称
      value: string #环境变量的值
    resources: #资源限制和请求的设置
      limits: #资源限制的设置
        cpu: string #CPU的限制，单位是core数量，将用于 docker run --cpu-shares参数
        memory: string #内存限制，单位以Mib/Gib，将用于docker run --memory参数
      requests: #资源请求设置
        cpu: string #CPU请求，容器启动的初始可用数量
        memory: string #内存请求，容器启动的初始可用数量
    livenessProbe: #对Pod内各个容器健康检查的设置，当探测无响应几次后将自动重启该容器
      exec: #对Pod容器内检查方式设置为exec方式
        command: [string] #exec方式需要制定的命令或脚本
      httpGet: # 对Pod内各个容器健康检查方法设置为httpGet，需要指定path和port
        path: string
        port: int
        host: string
        scheme: string
        httpHeaders:
        - name: string
          value: string
      tcpSocket: # 对Pod内各个容器健康检查方式设置为tcpSocket
        port: int
      initialDelaySeconds: number #容器内完成首次探测的时间，单位为秒
      timeoutSeconds: number #对容器健康探测等待响应的超时时间，单位为秒，默认1秒
      periodSeconds: number #对容器健康检查定期探测时间，单位为秒，默认10秒一次
      successThreshold: 0
      failureThreshold: 0
    securityContext:
      privileged: false
  restartPolicy: [Always | Never | OnFailure] #Pod重启策略
  nodeName:  #设置nodeName表示将该Pod调度到指定名称的Node节点上
  nodeSelector: object #设置nodeSelector表示将该Pod调度到包含这个label的Node上
  imagePullSecrets: #Pull镜像时使用的secret名称，以key：secretkey格式指定
  - name: string
  hostNetwork: false #是够使用主机网络模式，默认为false，如果设置为true，表示使用宿主机网络
  volumes: #在该Pod上定义共享存储卷列表
  - name: string #共享存储卷名称（volumns类型有很多种）
    emptyDir: {} #类型为emptyDor的存储卷，与Pod同生命周期的一个临时目录。为空值
    hostPath: #类型为hostPath的存储卷，表示挂载Pod所在宿主机的目录
      path: string 
    secret: #类型为secret的存储卷，表示挂载集群定义的secret对象到容器内部
      secretName: string 
      items:
      - key: string
        path: string
    configMap: #类型为configMap的存储卷，挂载预定义的configMap对象到容器内部
      name: string
      items:
      - key: string
        path: string

在这里，可通过一个命令来查看每种资源的可配置项：

kubectl explain 资源类型         查看某种资源可以配置的一级属性
kubectl explain 资源类型.属性     查看属性的子属性

[root@k8s-master01 ~]# kubectl explain pod
KIND:     Pod
VERSION:  v1
FIELDS:
   apiVersion   
   kind 
   metadata