1. k8s 的介绍

1.1 应用部署方式的演变

（1）应用部署方式的演变在部署应用程序的方式上，主要经历了三个时代：

① 传统部署：互联网早期，会直接将应用部署在物理机上。

优点：简单，不需要其他的技术参与。

缺点：不能为应用程序定义资源的使用边界，很难合理的分配计算机资源，而且程序之间容易产生影响。

② 虚拟化部署：可以在一台物理机上运行多个虚拟机，每个虚拟机都是独立的一个环境。

优点：程序环境不会相互产生影响，提供了一定程序上的安全性。

缺点：增加了操作系统，浪费了部分资源。

③ 容器化部署：和虚拟化类似，但是共享了操作系统。

优点：可以保证每个容器拥有自己的文件系统、CPU 、内存和进程空间等。

运行应用程序所需要的资源都被容器包装，并和底层基础架构解耦。

容器化的应用程序可以跨云服务商、跨 Linux 操作系统发行版进行部署。

（2）容器化部署方式产生的问题及解决方案。

容器化部署方式带来了很多的便利，但是也会带来一些问题，比如：

一旦容器故障停机了，怎么让另外一个容器立刻启动去替补停机的容器。

当并发访问量变大的时候，怎么做到横向扩展容器数量。

……

这些容器管理的问题统称为容器编排问题 ，为了解决这些容器编排问题，就产生了一些容器编排的软件：

Swarm：Docker 自己的容器编排工具。

Mesos：Apache 的一个资源统一管控的工具，需要和 Marathon 结合。

Kubernetes：Google 开源的容器编排工具。

1.2 Kubernetes简介

Kubernetes，是一个全新的基于容器技术的分布式架构领先方案，是 Google 严格保密十几年的秘密武器-- Borg 系统的一个开源版本，于 2014 年 9 月发布第一个版本，2015 年 7 月发布第一个正式版本。

Kubernetes 的本质是一组服务器集群，它可以在集群的每个节点上运行特定的程序，来对节点中的容器进行管理。它的目的就是实现资源管理的自动化，主要提供了如下的功能：

自我修复：一旦某一个容器崩溃，能够在1秒左右迅速启动新的容器。

弹性伸缩：可以根据需要，自动对集群中正在运行的容器数量进行调整。

服务发现：服务可以通过自动发现的形式找到它所依赖的服务。

负载均衡：如果一个服务启动了多个容器，能够自动实现请求的负载均衡。

版本回退：如果发现新发布的程序版本有问题，可以立即回退到原来的版本。

存储编排：可以根据容器自身的需求自动创建存储卷。

……

容器化部署方式产生的问题及解决方案容器化部署方式带来了很多的便利，但是也会带来一些问题，比如：一旦容器故障停机了，怎么让另外一个容器立刻启动去替补停机的容器。当并发访问量变大的时候，怎么做到横向扩展容器数量。……这些容器管理的问题统称为 容器编排问题 ，为了解决这些容器编排问题，就产生了一些容器编排的软件：Swarm：Docker 自己的容器编排工具。Mesos：Apache 的一个资源统一管控的工具，需要和 Marathon 结合。Kubernetes：Google 开源的容器编排工具。

1.3 Kubernetes组件

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

master：集群的控制平面，负责集群的决策 ( 管理 )

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

node：集群的数据平面，负责为容器提供运行环境 ( 干活 )

Kubelet : 负责维护容器的生命周期，即通过控制docker，来创建、更新、销毁容器

KubeProxy : 负责提供集群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服务的安装请求会首先被发送到master节点的apiServer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，在此时，它会从etcd中读取各个node节点的信息，然后按照一定的算法进行选择，并将结果告知apiServer

4.apiServer调用controller-manager去调度Node节点安装nginx服务

5.kubelet接收到指令后，会通知docker，然后由docker来启动一个nginx的pod，pod是kubernetes的最小操作单元，容器必须跑在pod中至此，

6.一个nginx服务就运行了，如果需要访问nginx，就需要通过kube-proxy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

1.4 Kubernetes概念

Master：集群控制节点，每个集群需要至少一个master节点负责集群的管控

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中可以有1个或者多个容器

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的数量等等

Service：pod对外服务的统一入口，下面可以维护者同一类的多个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