一、什么是Kubernetes
Kubernetes（k8s）是一个以容器为中心的基础架构，可以实现在物理集群和虚拟机集群上调度和运行容器，提供容器自动部署、扩展和管理的开源平台。满足了应用程序在生产环境中一些通用需求：应用实例副本、水平自动扩展、命名与发现、负载均衡、滚动升级、资源监控等。
Kubernetes 是一个可移植、可扩展的开源平台，用于管理容器化工作负载和服务，有助于声明式配置和自动化。它拥有庞大且快速发展的生态系统。
①Kubernetes 是Google在2014年开源的一个容器集群管理系统，Kubernetes简称K8S。
②K8S用于容器化应用程序的部署，扩展和管理。
③K8S提供了容器编排，资源调度，弹性伸缩，部署管理，服务发现等-一系列功能。
④Kubernetes目标是让部署容器化应用简单高效。
二、Kubernetes特性
①轻量级
使用GO语言；相对于解释型语言（Shell.Python,java）Go这种编译性语言效率高，占用内存也比解释性语言要少
②开源
③自我修复
在节点故障时重启失败的容器，替换和重新部署，以保证达到预期的副本数量，并在未准备好之前不会处理客户端请求（类似Esxi的维护模式，请求不会转发到维护的主机上）来确保线上服务不会中断
④弹性伸缩
使用命令UI或基于CPU使用情况自动快速扩容和缩容，保证在业务高并发时的高可用性，并在业务低峰期回收资源，以最小成本运行服务
⑤服务发现和负载均衡
K8s为多个pod提供一个统一的访问入口（内部的IP和DNS名称），并且负载均衡器关联的所有容器，使用户无需考虑容器IP的问题
⑥版本回退
如果发现新发布的程序版本有问题可用立即回退到原来版本
⑦存储编排
挂载外部存储系统，无论来自本地存储，公有云，还是网络存储（GFS,SAN）都作为集群资源的一部分（类似资源池）使用，极大的提高存储使用的灵活性
⑧批量处理
提高一次性任务（job），定时任务（cronjob）来满足批量数据的处理和分析的场景
⑨自动部署和回滚
K8s采用滚动跟新策略跟新应用，一次跟新一个Pod，而不是以下印象到所有Pod，如果更新过程中出现问题，将回滚更改。确保升级并不会影响业务
⑩机密和配置管理 (secret——》安全/认证加密性的数据）
将机密数据和应用程序配置在K8s这边管理，不需要将敏感数据暴露在镜像里，提高敏感数据的安全性，当然把常用的配置存储在K8s中也方便程序的使用
三、Kubernetes集群架构与组件
K8S是属于主从设备模型（Master-Slaver架构），Master节点负责集群的调度、管理、运维；Slave节点是集群中的运算工作负载节点
在K8S中，主节点一般叫做Master节点，从节点一般叫做WorkerNode节点，Master节点向Node节点分配工作和负载
Master虽然可用在集群中任意一个计算机上运行，但是作为集群中的管理者还是得给其相应的尊重的最好单独分台，如果Master宕机，虽然不会影响已经跑起来的集群，但是所有的控制命令都将失效。除去Master节点，其他的机器称为Worker Node节点，一个Node节点挂掉之后，他的工作负载会被Master迁移到其他节点上去。
Kubernetes的几大组件
Master组件
Kube-apiserver:用于暴露Kubernetes API，任何资源请求和调用操作都是通过kube-apiserver的接口进行，以HTTP Restful API提高接口服务，所有对象资源的增删改查和监听等操作都是交给APIServer处理后再提交给etcd，其实可用这么理解，APIServer负责接受K8S的所有请求，然后通过通知不同的组件来完成不同的用户请求。
Kube-controller-manager:运行管理控制器，是Kubetnetes中处理常规任务的后台线程，是kubernetes集群中 所有资源自动化控制中心。在kuberbetes中一个资源对应着一个控制器，而Controller是负责管理这些控制器的。通过APIServer来监控整个集群状态，确保集群处于预期的工作状态，列如当某个节点挂掉了，Controller Mangeser会监控到宕机，并执行自动化恢复流程来确保集群处于预期的工作状态
ControllerManager的控制器：
Kube-scheduler:负责资源调度的进程，依据为新创建的Pod选择一个合适的节点，就是当用户要部署时scheduler会依据调度策略选择最适合做Node的节点来部署Pod。
k8s的调度策略:
预选策略：将不符合运行条件的节点直接筛除
优选策略：在符合运行条件中的节点在选最适合的节点
存储中心
etcd:分布式键值存储系统（特性：服务自动发现）。用来保存数据，如Pod、Service等对象信息。Kubernetes中只有APIserver具有读写权限，其他组件必须得通过APIServer接口才能读取数据。
Node组件
Kublete：作为node节点的监视器和Master节点的通讯器存在的。Kbulete会定期向Master发生所监视节点的运行的服务状态，并接受Master下达的指示来采取调整措施。Kublete是直接和容器引擎交互实现容器生命周期的管理。Kublete从Master上获取到自己节点上Pod的期望状态，如果自己节点的pod与master期望不一致时则调用容器创建从而达到预期状态。并且Kublete会管理镜像和容器的清理功能，保证节点上镜像不会占满磁盘空间，且丢弃的容器不会占用太多的资源
Kube-Proxy：在每个节点上实现pod网络代理，我们面向的并不是pod而是kube-proxy，是kubernetesservices的载体，它实际上维护的是虚拟的Pod集群网络，且Kuber-apiserver通过监控kube-proxy来进行对Kubernetes Server的更新和端点的维护。
在k8s里面微服务的负载均衡就是由Proxy来实现的，它是一个分布式代理服务器
工作流程
kubectl创建一个Pod的流程:
首先先到Auth进行鉴权，如果通过就会通过APIserver将请求消息提交给Etcd
scheduler和controller-manager会监听APIserver
scheduler监听到了请求后scheduler会提交一个list（清单）里面包含着需要获取的node的节点信息给APIserver让他去Etcd获取后端Node节点的信息
schedulert监听到了信息会通过预选/优选进行打分再将打分好的信息交给APIServer，此时collentermanager监听到信息会根据请求创建Pod的信息（需要用啥控制器）将控制器资源给到APIServer。
APIServer根据scheduler的list去寻找到相应的Kubelet
Kubelet通过K8S与容器的接口（如containerd）进行交互，假设如果是docker容器的话，此时Kubelet会通过docekrshim以及runc接口与docker的守护进程docker-server进行交互，来创建对应的容器，再生成对应的Pod
Kubelet同时会借助metrics server收集本节点的所有状态信息，然后再提交给APIServer
最后APIServer会提交list清单给etcd来存储（更新）