Kubernetes 预研

概述

介绍

• Kubernetes（k8s）是自动化容器操作的开源平台
• 目标是让部署容器化的应用简单并且高效
• 提供了应用部署，规划，更新，维护的一种机制
• 可以将 Docker 看成 Kubernetes 内部使用的低级别组件

功能

• 自动化容器的部署和复制
• 随时扩展或收缩容器规模
• 将容器组织成组，并且提供容器间的负载均衡
• 很容易地升级应用程序容器的新版本
• 提供容器弹性，如果容器失效就替换它

背景

• Docker 作为高级容器引擎快速发展
• 云计算的蓬勃发展
• 单机走向集群的必然

解决问题

• 调度：容器应该在哪个机器上运行
• 生命周期和健康状况：让容器在无错的条件下运行
• 服务发现：容器在哪，怎样与它通信
• 监控：观测容器是否运行正常
• 认证：谁能访问容器
• 容器聚合：如何将多个容器合并成一个工程

优点

• 具备超强的横向扩容能力（从几个 Node 平滑扩展到几百个 Node）
• 简化部署流程，部署容器化应用简单高效
• 可将负载运行在由成千上万的机器联合而成的集群中

设计架构

节点（Node）

• 是物理或者虚拟机器
• 每个节点都运行如下 Kubernetes 关键组件：
  • Kubelet：是主节点代理
  • Kube-proxy：Service 使用其将链接路由到 Pod
  • Docker 或 Rocket：容器

Pod

• 所有的容器均在Pod中运行
• 一个Pod可以承载一个或者多个相关的容器

Lable

• 一个 Label 是 attach 到 Pod 的一对键值对，传递用户定义的属性
• 可以使用 Selectors 选择带有特定 Label 的Pod，并且将 Service 或者 Replication Controller 应用到上面

kubelet

• 负责管理 Pods 和它们上面的容器，images镜像、volumes、etc

kube-proxy

• 完成网络代理和负载均衡

Service

• 是定义一系列Pod以及访问这些Pod的策略的一层抽象
• 为后台 Pod 之间提供透明的负载均衡，会将请求分发给其中的任意一个

Kubernetes Master

Kubernetes API Server

• 提供可以用来和集群交互的 REST 端点

Replication Controller

• 确保任意时间都有指定数量的 Pod “副本”在运行
• 持续监控 Pod
• 如果某个 Pod 不响应，那么 Replication Controller 会替换它