Kubernetes,简称K8s,是用8代替8个字符“ubernete”而成的缩写。是一个开源的,用于管理云平台中多个主机上的容器化的应用,Kubernetes的目标是让部署容器化的应用简单并且高效(powerful),Kubernetes提供了应用部署,规划,更新,维护的一种机制。
传统的应用部署方式是通过插件或脚本来安装应用。这样做的缺点是应用的运行、配置、管理、所有生存周期将与当前操作系统绑定,这样做并不利于应用的升级更新/回滚等操作,当然也可以通过创建虚拟机的方式来实现某些功能,但是虚拟机非常重,并不利于可移植性。
新的方式是通过部署容器方式实现,每个容器之间互相隔离,每个容器有自己的文件系统 ,容器之间进程不会相互影响,能区分计算资源。相对于虚拟机,容器能快速部署,由于容器与底层设施、机器文件系统解耦的,所以它能在不同云、不同版本操作系统间进行迁移。
容器占用资源少、部署快,每个应用可以被打包成一个容器镜像,每个应用与容器间成一对一关系也使容器有更大优势,使用容器可以在build或release 的阶段,为应用创建容器镜像,因为每个应用不需要与其余的应用堆栈组合,也不依赖于生产环境基础结构,这使得从研发到测试、生产能提供一致环境。类似地,容器比虚拟机轻量、更“透明”,这更便于监控和管理。
Kubernetes概述
Kubernetes是Google开源的一个容器编排引擎,它支持自动化部署、大规模可伸缩、应用容器化管理。在生产环境中部署一个应用程序时,通常要部署该应用的多个实例以便对应用请求进行负载均衡。
在Kubernetes中,我们可以创建多个容器,每个容器里面运行一个应用实例,然后通过内置的负载均衡策略,实现对这一组应用实例的管理、发现、访问,而这些细节都不需要运维人员去进行复杂的手工配置和处理。
Kubernetes 特点
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可移植: 支持公有云,私有云,混合云,多重云(multi-cloud)
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可扩展: 模块化, 插件化, 可挂载, 可组合
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自动化: 自动部署,自动重启,自动复制,自动伸缩/扩展
Kubernetes 组件
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1、Master 组件
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1.1kube-apiserver
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1.2ETCD
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1.3kube-controller-manager
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1.4cloud-controller-manager
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1.5kube-scheduler
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1.6插件 addons
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1.6.1DNS
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1.6.2用户界面
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1.6.3容器资源监测
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1.6.4Cluster-level Logging
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2、节点(Node)组件
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2.1kubelet
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2.2kube-proxy
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2.3docker
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2.4RKT
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2.5supervisord
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2.6fluentd
本文介绍了Kubernetes集群所需的各种二进制组件。
Master 组件
Master组件提供集群的管理控制中心。
Master组件可以在集群中任何节点上运行。但是为了简单起见,通常在一台VM/机器上启动所有Master组件,并且不会在此VM/机器上运行用户容器。请参考构建高可用群集以来构建multi-master-VM。
kube-apiserver
kube-apiserver用于暴露Kubernetes API。任何的资源请求/调用操作都是通过kube-apiserver提供的接口进行。请参阅构建高可用群集。
ETCD
etcd是Kubernetes提供默认的存储系统,保存所有集群数据,使用时需要为etcd数据提供备份计划。
kube-controller-manager
kube-controller-manager运行管理控制器,它们是集群中处理常规任务的后台线程。逻辑上,每个控制器是一个单独的进程,但为了降低复杂性,它们都被编译成单个二进制文件,并在单个进程中运行。
这些控制器包括:
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节点(Node)控制器。
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副本(Replication)控制器:负责维护系统中每个副本中的pod。
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端点(Endpoints)控制器:填充Endpoints对象(即连接Services&Pods)。
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Service Account和Token控制器:为新的Namespace创建默认帐户访问API Token。
cloud-controller-manager
云控制器管理器负责与底层云提供商的平台交互。云控制器管理器是Kubernetes版本1.6中引入的,目前还是Alpha的功能。
云控制器管理器仅运行云提供商特定的(controller loops)控制器循环。可以通过将--cloud-providerflag设置为external启动kube-controller-manager ,来禁用控制器循环。
cloud-controller-manager 具体功能:
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节点(Node)控制器
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路由(Route)控制器
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Service控制器
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卷(Volume)控制器
kube-scheduler
kube-scheduler监视新创建没有分配到Node的Pod,为Pod选择一个Node。
插件 addons
插件(addon)是实现集群pod和Services功能的。Pod由Deployments,ReplicationController等进行管理。Namespace 插件对象是在kube-system Namespace中创建。
DNS
虽然不严格要求使用插件,但Kubernetes集群都应该具有集群 DNS。
群集 DNS是一个DNS服务器,能够为 Kubernetes services提供 DNS记录。
由Kubernetes启动的容器自动将这个DNS服务器包含在他们的DNS searches中。
用户界面
kube-ui提供集群状态基础信息查看。
容器资源监测
容器资源监控提供一个UI浏览监控数据。
Cluster-level Logging
Cluster-level logging,负责保存容器日志,搜索/查看日志。
节点(Node)组件
节点组件运行在Node,提供Kubernetes运行时环境,以及维护Pod。
kubelet
kubelet是主要的节点代理,它会监视已分配给节点的pod,具体功能:
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安装Pod所需的volume。
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下载Pod的Secrets。
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Pod中运行的 docker(或experimentally,rkt)容器。
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定期执行容器健康检查。
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Reports the status of the pod back to the rest of the system, by creating amirror podif necessary.
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Reports the status of the node back to the rest of the system.
kube-proxy
kube-proxy通过在主机上维护网络规则并执行连接转发来实现Kubernetes服务抽象。
docker
docker用于运行容器。
RKT
rkt运行容器,作为docker工具的替代方案。
supervisord
supervisord是一个轻量级的监控系统,用于保障kubelet和docker运行。
fluentd
fluentd是一个守护进程,可提供cluster-level logging.。