一、Kubernetes(K8s)概述

1.1 什么是K8s

Kubernetes,通常简称K8s,是一个开源的容器编排平台,用于自动化部署、扩展和管理容器化应用程序。它是由Google发起,并捐赠给Cloud Native Computing Foundation(CNCF)的一个项目。

1.2 K8s的作用

K8s的作用主要体现在以下几个方面:

  • 自动化部署:简化应用程序的部署过程,使其更加高效。
  • 自动扩展:根据应用程序的需求自动增加或减少容器实例的数量。
  • 自我修复:在容器失败时自动重启,确保服务的持续可用性。
  • 服务发现和负载均衡:使得容器之间能够相互发现并交换信息,同时进行负载均衡。

1.3 K8s的功能

K8s的功能包括但不限于:

  • 容器编排:管理容器的生命周期,包括启动、停止、重启等。
  • 服务发现:使得容器能够被其他容器发现。
  • 负载均衡:分配流量到不同的容器实例。
  • 存储编排:提供持久化存储和存储卷。
  • 自动部署和回滚:自动部署应用程序,并在遇到问题时进行回滚。

二、K8s的特性

2.1 弹性伸缩

K8s可以根据CPU使用情况或其他指标自动扩展或缩减容器实例的数量。

2.2 自我修复

K8s可以在容器失败时自动重启,并在节点故障时重新部署容器。

2.3 服务发现和负载均衡

K8s为容器提供了统一的访问入口,并通过负载均衡分配流量。

2.4 自动发布和回滚

K8s采用滚动更新策略更新应用程序,并在遇到问题时进行回滚。

2.5 集中化配置管理和密钥管理

K8s提供了一种集中管理应用程序配置和密钥的方式。

2.6 存储编排

K8s支持外挂存储,并允许应用程序使用存储卷。

2.7 任务批处理运行

K8s支持批处理任务,如定期运行或一次性任务。

三、Kubernetes的集群架构与组件

3.1 Master 组件

  • kube-apiserver:资源操作的唯一入口。
  • Kube-controller-manager:负责维护集群的状态。
  • Kube-scheduler:负责集群资源调度。

3.2 配置存储中心

  • Etcd:配置存储中心。

3.3 Node 组件

  • Kubelet:负责维护容器的生命周期。
  • Kube-proxy:负责提供集群内部的服务发现和负载均衡。
  • docker/rocket:容器引擎。

四、K8s工作流程

K8s的工作流程主要包括以下几个步骤:

  1. 创建Pod。
  2. 创建Service。
  3. 创建Deployment。
  4. 自动扩展。
  5. 自我修复。

五、Kubernetes核心概念

5.1 Pod

Pod是K8s中最基本的部署单元,它由一个或多个容器组成。

5.2 Pod 控制器

Pod控制器用于管理Pod的生命周期,如Deployment和StatefulSet。

5.3 Deployment—无状态应用部署

Deployment用于管理无状态应用程序的部署。

5.4 StatefulSet—有状态应用部署

StatefulSet用于管理有状态应用程序的部署。

5.5 Label-标签

标签是用于标识Pod、Service等资源的键值对。

5.6 Label 选择器(Label selector)

Label选择器用于选择具有特定标签的Pod。

5.7 Service

Service用于将Pod暴露给集群内部或其他网络。

5.8 Ingress

Ingress用于将外部流量路由到Service。

5.9 Name

Name是资源的唯一标识符。

5.10 Namespace

Namespace用于隔离资源。

通过以上五个部分,您可以构建一个完整的Kubernetes知识框架。从基础概念到高级应用,从集群部署到故障排查,希望这份指南能帮助您快速掌握Kubernetes。