一、基本介绍

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 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。

二、功能

Kubernetes 是一个轻便的和可扩展的开源平台，用于管理容器化应用和服务。通过 Kubernetes 能够进行应用的自动化部署和扩缩容。在Kubernetes中，会将组成应用的容 器组合成一个逻辑单元以更易管理和发现。Kubernetes 积累了作为 Google 生产环境运行工作负载 15 年的经验，并吸收了来自于社区的最佳想法和实践。

• 自动装箱：基于容器对应用运行环境的资源配置要求自动部署应用容器

• 自我修复(自愈能力)

  • 当容器失败时，会对容器进行重启

  • 当所部署的 Node 节点有问题时，会对容器进行重新部署和重新调度

  • 当容器未通过监控检查时，会关闭此容器直到容器正常运行时，才会对外提供服务

• 水平扩展：通过简单的命令、用户UI界面或基于 CPU 等资源使用情况，对应用容器进行规模扩大或规模剪裁

• 服务发现：用户不需使用额外的服务发现机制，就能够基于 Kubernetes 自身能力实现服务发现和负载均衡

• 滚动更新：可以根据应用的变化，对应用容器运行的应用，进行一次性或批量式更新

• 版本回退：可以根据应用部署情况，对应用容器运行的应用，进行历史版本即时回退

• 密钥和配置管理：在不需要重新构建镜像的情况下，可以部署和更新密钥和应用配置，类似热部署。

• 存储编排

  • 自动实现存储系统挂载及应用，特别对有状态应用实现数据持久化非常重要

  • 存储系统可以来自于本地目录、网络存储(NFS、Gluster、Ceph等)、公共云存储服务

• 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

三、架构

3.1、应用部署架构分类

• 无中心节点架构：GlusterFS

• 有中心节点架构：HDFS、K8S

3.2、k8s 集群架构

3.3、k8s 集群架构节点角色功能

• Master Node

  • k8s 集群控制节点，对集群进行调度管理，接受集群外用户去集群操作请求；

  • Master Node 由 API Server、Scheduler、ClusterState Store（ETCD 数据库）和 Controller MangerServer 所组成

• Worker Node

  • 集群工作节点，运行用户业务应用容器； 

  • Worker Node 包含 kubelet、kube proxy 和 ContainerRuntime；