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Kubernetes_k8s企业容器云平台入门与进阶实战学习笔记

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作者 Jeff
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Kubernetes_k8s企业容器云平台入门与进阶实战学习笔记

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kubernetes 概述

什么是kubernetes

  • kubernetes是Google在2014年开源的一个容器集群管理系统，kubernetes简称k8s.
  • k8s用于容器化应用程序的部署，扩展和管理。
  • k8s提供了容器编排，资源调度，弹性伸缩，部署管理，服务发现等一系列功能。
  • kubernetes目标是让部署容器化应用简单高效。 官方网站：http://www.kubernetes.io

kubernetes的特性

  • 自我修复
    在节点故障时重新启动失败的容器，替换和重新部署，保证预期的副本数量；杀死健康检查失败的容器，并且在未准备好之前不会处理客户端请求，确保线上服务不中断。

  • 弹性伸缩
    使用命令、UI或者基于CPU使用情况自动快速扩容缩容应用程序实例，保证应用业务高峰并发时的高可用性；业务低峰时回收资源，以最小成本运行服务。

  • 自动部署和回滚
    k8s采用滚动更新策略更新应用，一次更新一个Pod，如果更新过程中出现问题，将回滚更改，确保升级不受影响业务。

  • 服务发现和负载均衡
    k8s为多个容器提供一个统一访问入口（内部IP地址和一个DNS名称），并且负载均衡关联的所有容器，使得用户无需考虑容器的IP问题。

  • 机密和配置管理
    管理机密数据和应用程序配置，而不需要把敏感数据暴露在镜像里，提高敏感数据安全性。并可以将一些常用的配置存储在k8s中，方便应用程序使用。

  • 存储编排
    挂载外部存储系统，无论来自己本地存储，公有云（如AWS）,还是网络存储（如NFS,GlusterFS,Ceph）都作为集群资源的一部分使用，极大提高存储使用灵活性。

  • 批处理
    提供一次性任务，定时任务；满足批量数据处理和分析的场景。

kubernetes架构与组件

架构图

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Master组件

  • kube-apiserver
    Kubernetes API，集群的统一入口，各组件协调者，以RESTful API提供接口服务，所有对象资源的增删改查和监听操作都交给APIserver处理后再提交给Etcd存储。

  • kube-controller-manager
    处理集群中常规后台任务，一个资源对应一个控制器，而ControllerManager就是负责管理这些控制器的。

  • kube-scheduler
    根据调度算法为新创建的Pod选择一个Node节点，可以任意部署，可以部署在同一个节点上，也可以部署在不同的节点上。

  • etcd
    分布式键值存储系统。用于保存集群状态数据，比如Pod、Service等对象信息。

Node组件

  • kubelet
    kubelet是Master在Node节点上的Agent,管理本机运行容器的生命周期，比如创建、Pod挂载数据卷、下载secret、获取容器和节点状态等工作。kubelet将每个Pod转换成一组容器。

  • kube-proxy
    在Node节点上实现Pod网络代理，维护网络规则和四层负载均衡工作。

  • docker或rocket
    容器引擎，运行容器。

kubernetes核心概念

  • Pod
    • 最小部署单元
    • 一组容器的集合
    • 一个pod中的容器共享网络命名空间
    • pod是短暂的
  • Controllers
    • ReplicaSet: 确保预期的Pod副本数量
    • Deployment: 无状态应用部署
    • StatefulSet: 有状态应用部署
    • DaemonSet: 确保所有Node运行同一个Pod
    • Job: 一次性任务
    • Cronjob: 定时任务
      更高层次对象，部署和管理Pod
  • Service
    • 防止Pod失联
    • 定义一组Pod的访问策略
  • Label: 标签，附加到某个资源上，用于关联对象、查询和筛选
  • Namespace: 命名空间，将对象逻辑上隔离

搭建一个完整的kubernetes集群

生产环境k8s平台规划

单Master集群

<img src=http://note.youdao.com/yws/res/3278/E828B8E8F6E34214BC4F7451A50E37B6 width=500>

多Master集群(HA)

<img src=http://note.youdao.com/yws/res/3281/9D12735BE9A04E6085C029C46449ABD5 width=500>

平台规划

角色IP组件
  • k8s-master1192.168.1.1kube-apiserver
    kube-controller-manager
    kube-scheduler
    etcd
    k8s-master2192.168.1.2kube-apiserver
    kube-controller-manager
    kube-scheduler
    etcd
    k8s-node1192.168.1.3kubelet
    kube-proxy
    docker
    etcd
    k8s-node2192.168.1.4kubelet
    kube-proxy
    docker
    Load Balancer(master)192.168.1.11
    ==192.168.1.10(VIP)==    		Nginx L4
    Load Balancer(Backup)192.168.1.12Nginx L4

服务器三件配置推荐

硬件配置推荐

实验环境k8s master/node2C2G+
  • –|—|—

官方提供三种部署方式

为Etcd和APIserver自签SSL证书

Etcd数据库集群部署

部署Master组件

部署Node组件

部署k8s集群网络

部署Web Ui (Dashboard)

部署集群内部DNS解析服务(CoreDNS)

Docker&k8s
容器 Kubernetes K8s
本文由作者按照 CC BY 4.0 进行授权