Kubernetes—简介以及部署方案
本文同步于个人Github博客：https://github.com/johnnian/Blog/issues/30，欢迎留言。
谈到容器化管理解决方案，Kubernetes 目前应该是比较成熟的，有比较多的落地实施案例。
一、Kubernetes 简介
Kubernetes 是容器自动部署、扩展与管理的开源平台，具体的介绍，可以参考链接： What is Kubernetes?
目前，Kubernetes有比较多的落地实施案例，例如 京东、SAE、网宿科技、时速云、灵雀云、网易蜂巢等等。
参考链接：
二、Kubernetes基本概念
Kubernetes 集群的节点，按照功能，可以划分为 Master Node（控制集群），Worker Node（实际工作）。
Master Node上运行的组件： Master Components + Node components
Worker Node上运行的组件： Node components
2.1 Components（组件）
Master Components
- kube-apiserver：配置API 对象（pods, services, replicationcontrollers等），并且放出REST 接口，供其他组件进行交互
- etcd： Kubernetes用于存储API对象的Key-Value存储中心
- kube-controller-manager／cloud-controller-manager： 处理集群中的运行时任务，正常情况下是通过这些控制器来控制管理集群的
- kube-scheduler：为Pod分配运行节点
- addons（DNS、Dashboard、Monitoring、Logging等）
Node Components
- kubelet： 节点的守护进程，最终工作的执行者
- kube-proxy： Kubernetes集群的网络代理
- docker ／ rkt： 容器
- supervisord：轻量级的守护进程
- fluentd： 日志收集
Master node 组件结构
master-node
Worker node 组件结构
worker-node
参考链接：
- Kubernetes Components
- Pod Overview: Pod是Kubernetes上最小操作单元，理解这个挺重要的～
2.2 API Objects（API 对象）
Kubernetes使用 持久化的Objects对象来展现集群的状态，这些对象存储在 Kubernetes的 Etcd KeyValue存储中。
使用 kubectl命令行客户端来操作 API 对象。
API Object的文档说明，请看这里。
通过创建 .yaml格式的文件，使用kubectl命令行创建 API对象， .yaml文件的格式大致是：
apiVersion: apps/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
name: nginx-deployment
spec:
replicas: 3
template:
metadata:
labels:
app: nginx
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:1.7.9
ports:
- containerPort: 80
可以分为：
- apiVersion： 需要使用哪个版本的Kubernetes来创建 API对象
- kind： 需要创建那种类型的 API对象
- metadata： API对象的一些标志属性，如，name， UID， namespace等
- spec： API对象的具体属性配置
对于API对象的类型，划分：
- Pod： Pod可以理解为应用实例特定的逻辑主机，表示一个或多个容器组和这些容器的共享资源，包共用卷、唯一的集群IP和容器运行的信息，如端口等；
- Controller：Controller可以根据对应的策略创建或者管理Pod，如，Deployment，DaemonSet，StatefulSet等；
- Service: Service是一组相同逻辑的pods和一个访问它们的策略；
a. ClusterIP(默认)： 只有集群内部访问；
b. NodePort: 使用NAT方式，在集群中每个选定的节点的同一端口上暴露服务。可以在集群外部访问服务。
c. LoadBalancer：创建外部负载均衡。
d. ExternalName：使用任意名称显示服务。 - Namespace： 命名空间；
- Node： kubernetes的工作机器（物理机或虚拟机），Node由master管理，可以在一个node上部署多个pod；
2.3 Controller（控制器）
不同类型的控制器，管理Pod的策略是不同的，Controller主要分为下面几种类型：
- Deployment： Deployments控制器是最常用的，可以用来管理和更新Pods 、ReplicaSets
- Replication Controller
- ReplicaSets（Replication Controller的下一个升级版本）
- DaemonSet
- Job
- Cron Job
- StatefulSets[beta]
- Garbage collection[beta]
参考链接：
2.4 Service（服务）
Service 可以说是连接 Pods 与外界的桥梁，Service可以建立起 内部 Pod 容器的端口 <--> 外部端口 的映射关系，通过Visual IP，客户端直接连接Service的IP、端口，而无需关注后端的Pods IP地址的变化，这个概念有点儿像微服务。
Service 有下面几种类型：
- ClusterIP（默认）： 仅限于集群内部使用的服务，外部无法访问；
- NodePort： 支持外部访问的服务，可以通过 [NodeIP]:[NodePort] 来访问对应的服务；
- LoadBalancer：需要云服务商支持
- ExternalName：通过域名来访问
每个Node 都会运行 kube-proxy 组件，kube-proxy 组件为Service创建虚拟IP（Visual IP），下面是整个网络代理的拓扑图：
Kubernetes V1.2版本前，网络代理的拓扑图：
qq20170905-152148 2x
Kubernetes V1.2版本后，网络代理的拓扑图：
qq20170905-152210 2x
详细说明，参考：Service
2.5 网络拓扑
Kubernetes 高可用集群拓扑图
default
三、常见的部署方案以及示例
目前市面上有很多部署和实施Kubernete的解决方案，点击这里查看， 总的来说，大致分为下面的几种：
- Hosted Solutions：托管部署方案，例如直接用谷歌的Google Container Engine等
- Local-machine Solutions： 本地部署方案，一般用于开发测试使用，例如，使用 minikube 部署；
- Custom Solutions： 自行定制的方案，例如，使用 kubeadm部署；
3.1、本地部署-minikube
minikube安装倒是挺简单的，就是下载镜像的时候会有问题，可以考虑：使用阿里云镜像，或者用Docker Hub 作为中转。
部署示例
操作说明
