k8s概述
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K8S
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19

1656 字
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9 分钟

1 k8s概述

1.1 什么是 k8s

k8s 是一个开源的容器编排平台，用于<font color="#d83931">自动化部署、扩展和管理容器化应用程序</font>。它最初由 Google 开发，现由 Cloud Native Computing Foundation（CNCF）维护。k8s 的目标是<font color="#d83931">简化应用程序的部署和管理，提供弹性、可扩展、高可用的服务。</font>

k8s 基于容器技术，如 docker，作为应用程序的基本构建块。容器是一种轻量级的虚拟化技术，可以将应用程序及其依赖项打包到一个独立的、可移植的运行环境中。通过使用容器，开发者可以将应用程序与其运行环境隔离开来，并实现快速部署和跨平台运行。

核心概念

  • Pod：Pod 是 k8s 管理的最小调度单位，它可以包含一个或多个容器，并共享网络和存储资源。Pod 提供了容器之间的通信和协作。

  • Deployment：Deployment 定义了应用程序的期望状态，并负责创建和管理 Pod 的副本。它支持滚动更新、回滚和扩缩容等操作。

  • Service：Service 定义了一组 Pod 的访问方式和网络策略，为 Pod 提供了稳定的网络端点。Service 可以通过负载均衡将请求分发到后端的 Pod上。

  • Namespace：Namespace 提供了一种逻辑隔离的机制，用于将集群中的资源划分为多个虚拟集群。不同的 Namespace 可以拥有独立的资源配额、访问控制策略等。

  • Volume：Volume 是用于持久化数据的抽象，它可以在 Pod 之间共享和持久化存储数据。k8s 支持多种类型的 Volume，如本地磁盘、网络存储等。

主要功能：

  • 自我修复：一旦某一个容器崩溃，能够在1秒中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：如果一个服务起动了多个容器，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

master节点

  • ETCD分布式持久化存储 – etcd保存了整个K8s集群的状态；
  • API服务器 – apiserver提供了资源操作的唯一入口，并提供认证、授权、访问控制、API注册和发现等机制；
  • 调度器 – scheduler负责资源的调度，按照预定的调度策略将Pod调度到相应的机器上；
  • 控制器管理器 – controller manager负责维护集群的状态，比如故障检测、自动扩展、滚动更新等；

这些组件用来存储、管理集群状态，但它们不是运行应用的容器。

node节点

运行容器的任务依赖于每个工作节点上运行的组件：

  • Kubelet – 是 Node 的 agent，负责维护容器的生命周期，同时也负责Volume（CSI）和网络（CNI）的管理；
  • Kubelet服务代理（kube-proxy） – 负责为Service提供cluster内部的服务发现和负载均衡；
  • 容器运行时（Docker、rkt或者其他） – Container runtime负责镜像管理以及Pod和容器的真正运行（CRI）；

附加组件

除了控制平面（和运行在节点上的组件），还要有几个附加组件，这样才能提供所有之前讨论的功能。包含：

  • K8s DNS服务器 – CoreDNS负责为整个集群提供DNS服务
  • 仪表板（可选） – Dashboard提供GUI，作为高级运维人员，使用kubectl命令行工具管理足矣
  • Ingress控制器 – Ingress Controller为服务提供外网流量入口
  • 容器集群监控 – Metrics-server为K8s资源指标获取工具; Prometheus提供资源监控
  • CNI容器网络接口插件 – calico, flannel（如果没有实施网络策略的需求，那么就直接用flannel，开箱即用；否则就用calico了，但要注意如果网络使用了巨型帧，那么注意calico配置里面的默认值是1440，需要根据实际情况进行修改才能达到最佳性能）

Deployment资源提交流程

准备包含Deployment清单的YAML文件，通过kubectl提交到Kubernetes。kubectl通过HTTP POST请求发送清单到Kubernetes API服务器。API服务器检查Deployment定义，存储到etcd，返回响应给kubectl，如下图所示


[[k8s架构图]]

k8s集群部署参考
GitHub – easzlab/kubeasz: 使用Ansible脚本安装K8S集群，介绍组件交互原理，方便直接，不受国内网络环境影响
[[k8s集群部署]]

2 POD

[[k8s之pod]]
[[k8s之pod#6 pod状态！！！]]
[[k8s之pod#6.2 容器3种状态]]

[[k8s之pod#7 pod创建流程 !!!!!]]

2.1 pod故障排查技巧

[[k8s之pod#5 pod故障排查技巧总结]]

3 命名空间

  • 命名空间用于隔离 Kubernetes 集群资源。
  • 支持命名空间的资源称为局部资源，如 Pod、Service、ReplicationController 等。
  • 不支持命名空间的资源称为全局资源，如 ClusterRole、Node、Namespace 等。

查看 Pod 列表（指定命名空间）：

kubectl get pods -n kube-system

查看所有命名空间的 Pod 列表：

kubectl get pods -A

查看资源是否支持命名空间：

kubectl api-resources

案例

 cat 01-ns-redis.yaml
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: cmy

---

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  labels:
    apps: redis
  name: redis-server
  # 指定pod在特定的名称空间，若不指定，则默认在default名称空间，指定的名称空间必须存在！
  namespace: cmy
spec:
  containers:
  - image: harbor.cmy.cn/redis/redis@sha256:244c2fe15fb3d2d2f8ae4ee9c0aa30925d22f012539eea1935d00e27f6b22e88
    name: c1

 kubectl get pods
NAME         READY   STATUS    RESTARTS   AGE
db-mysql80   1/1     Running   0          85m
wp           1/1     Running   0          66m
[root@master-231 /cmy/manifests/namespace]# kubectl get pods -n cmy
NAME           READY   STATUS    RESTARTS   AGE
redis-server   1/1     Running   0          21s

kubectl -n cmy exec -it redis-server  -- redis-cli ping
PONG
kubectl delete ns cmy

4 常见控制器

[[控制器简述]]

5 services

[[k8s之services]]

[[k8s之services#3 附加组件coreDNS !!!!!]]

6 CICD集成k8s

7 API Server内置的访问控制机制

[[k8s之认证体系]]

8 helm

[[helm]]

9 ingress

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