k8s 簡介

Kubernetes · 發表 2019-04-02 10:18:02

摘要： Kubernetes 是一個跨主機叢集的開源的容器排程平臺，它可以自動化應用容器的部署、擴充套件和操作 , 提供以容器為中心的基礎架構。(官方文件第一行) 1.1 Kubernetes服務於微服務每個微服務都是獨立的程序，通過定義好的介面(restful api ,amqp)互相呼...

Kubernetes 是一個跨主機叢集的開源的容器排程平臺，它可以自動化應用容器的部署、擴充套件和操作 , 提供以容器為中心的基礎架構。(官方文件第一行)

1.1 Kubernetes服務於微服務

每個微服務都是獨立的程序，通過定義好的介面(restful api ,amqp)互相呼叫

1.1.1 微服務常見的問題

不同服務依賴庫導致的混亂，需要將每個服務獨立開(通過docker改善)

服務註冊，服務發現：需要動態的更新當前服務。
服務編排(即docker容器的編排，docker自身很難解決叢集部署的問題)：哪些服務需要在哪些宿主機上啟動

1.2 曾經主流的容器編排工具

Docker Swarm
Mesos + marathon
Kubernetes

2.Kubernetes的主要組成

master 可以簡單的理解為控制中心
- etcd:分散式k-v資料庫，根據配置選擇是cp還是ap, k8s只有api server 和etcd通訊，其他元件均和api server 通訊
- api server:可以理解為etcd的前置過濾器，換一個視角，它和etcd類似於mysql和檔案系統。
- controller manager: 核心，負責將現在的狀態調整為etcd上應該的狀態，包含了所有的實現邏輯
- scheduler: 簡單點說就是給一個pod找一個node。
slave 可以簡單的理解為worker
- kubelet: 負責和master連線，註冊node, listen-watch 本node的任務等
- kube-proxy: 用於k8s service物件，之後介紹。
- 容器執行時: 除了docker k8s還支援 rkt等容器實現
add-on 一些k8s不提供的功能，需要外掛實現
- DNS（服務註冊發現）
- CNI（容器網路介面實現, ex：fannel）

k8s叢集的執行時的大致結構

multiple containers run together說的就是pod

3.Kubernetes的常用的幾個物件

1.pods

pods是k8s管理的最小物件，是一組共享uts, network, ipc namespace的容器(也支援共享pid,預設不開啟)
每個pod 會有一個 infrastructure 容器，volumne, network其實都是共用的這個容器的network和volumne
pod使邏輯上緊密相關的程序適當的隔離，保持一定的相關：
- 一些程序必須在相同而主機上執行
- 擴容需要保持一致
- 等等

例項配置檔案

[lukou@khand ~]$ kubectl get po redis-master-jvxld -o yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
annotations:
kubernetes.io/created-by: |
{"kind":"SerializedReference","apiVersion":"v1","reference":{"kind":"ReplicationController","namespace":"default","name":"redis-master","uid":"61a3a1c6-43a9-11e9-9f58-00163f007932","apiVersion":"v1","resourceVersion":"510225"}}
creationTimestamp: 2019-03-11T02:57:17Z
generateName: redis-master-
labels:
name: redis-master
name: redis-master-jvxld
namespace: default
ownerReferences:
- apiVersion: v1
controller: true
kind: ReplicationController
name: redis-master
uid: 61a3a1c6-43a9-11e9-9f58-00163f007932
resourceVersion: "510247"
selfLink: /api/v1/namespaces/default/pods/redis-master-jvxld
uid: 61a49472-43a9-11e9-9f58-00163f007932
spec:
containers:
- image: kubeguide/redis-master
imagePullPolicy: Always
name: master
ports:
- containerPort: 6379
protocol: TCP
resources: {}
terminationMessagePath: /dev/termination-log
volumeMounts:
- mountPath: /var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount
name: default-token-m6g3l
readOnly: true
livenessProbe:
httpGet:
path: /
port: 8080
dnsPolicy: ClusterFirst
nodeName: 127.0.0.1
restartPolicy: Always
securityContext: {}
serviceAccount: default
serviceAccountName: default
terminationGracePeriodSeconds: 30
volumes:
- name: default-token-m6g3l
secret:
defaultMode: 420
secretName: default-token-m6g3l
複製程式碼

2.rc和rs等controller(管理pods)

確保pod健康
確定並動態調整pod 在叢集中中執行的數量，並在pod失敗後重新排程新的pod啟動
類似crontab,進行一些定時任務

除了rc, rs之外，還有deamonSet, job, cronjob等controller

例項配置檔案

apiVersion: v1
kind: ReplicationController
metadata:
name: kubia
spec:
replicas: 3
selector:
app: kubia
template:
metadata:
labels:
app: kubia
spec:
containers:
- name: kubia
image: luksa/kubia
ports:
- containerPort: 8080
複製程式碼

rc管理pods，但是pods並不是通過rc啟動的， rc將pods的配置檔案同步給api server, Scheduler分配node, Kubelet跑node.

3.service

pod是非持久的，會不斷的重啟，導致pod的ip是隨時變化的，同時pod的數量會是動態變化的，客戶端很難和pod直接通訊，service是用來解決這一問題的
service 為提供同一服務的pods 提供了統一的入口
service 的生命週期內其繫結ip是不會變化的

例項配置檔案

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: redis-master
labels: 
name: redis-master
spec:
ports:
- port: 6379
targetPort: 6379
selector:
name: redis-master
複製程式碼

[lukou@khand ~]$ kubectl get svc
NAMECLUSTER-IPEXTERNAL-IPPORT(S)AGE
kubernetes10.254.0.1<none>443/TCP26d
redis-master10.254.61.141<none>6379/TCP21d
複製程式碼

通過環境變數或者DNS 可以查詢service 的ip和埠

新建的pod會將所有的已經建立service的 ip和port存入環境變數

[lukou@khand ~]$ kubectl get pods
NAMEREADYSTATUSRESTARTSAGE
redis-master-jvxld1/1Running021d
[lukou@khand ~]$ kubectl exec redis-master-jvxld env
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin
HOSTNAME=redis-master-jvxld
KUBERNETES_SERVICE_PORT_HTTPS=443
KUBERNETES_PORT=tcp://10.254.0.1:443
KUBERNETES_PORT_443_TCP=tcp://10.254.0.1:443
KUBERNETES_PORT_443_TCP_PROTO=tcp
KUBERNETES_PORT_443_TCP_PORT=443
KUBERNETES_PORT_443_TCP_ADDR=10.254.0.1
KUBERNETES_SERVICE_HOST=10.254.0.1
KUBERNETES_SERVICE_PORT=443
HOME=/root
[lukou@khand ~]$ kubectl delete po --all
pod "redis-master-jvxld" deleted
[lukou@khand ~]$ kubectl get pods
NAMEREADYSTATUSRESTARTSAGE
redis-master-b7mkh0/1ContainerCreating06s
[lukou@khand ~]$ ^C
[lukou@khand ~]$ kubectl get pods
NAMEREADYSTATUSRESTARTSAGE
redis-master-b7mkh1/1Running01m
[lukou@khand ~]$ kubectl exec redis-master-b7mkh env
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin
HOSTNAME=redis-master-b7mkh
KUBERNETES_PORT=tcp://10.254.0.1:443
KUBERNETES_PORT_443_TCP=tcp://10.254.0.1:443
KUBERNETES_PORT_443_TCP_ADDR=10.254.0.1
REDIS_MASTER_SERVICE_PORT=6379
KUBERNETES_SERVICE_PORT=443
REDIS_MASTER_PORT_6379_TCP_PORT=6379
KUBERNETES_SERVICE_HOST=10.254.0.1
REDIS_MASTER_SERVICE_HOST=10.254.61.141
REDIS_MASTER_PORT=tcp://10.254.61.141:6379
REDIS_MASTER_PORT_6379_TCP=tcp://10.254.61.141:6379
KUBERNETES_PORT_443_TCP_PROTO=tcp
KUBERNETES_SERVICE_PORT_HTTPS=443
KUBERNETES_PORT_443_TCP_PORT=443
REDIS_MASTER_PORT_6379_TCP_PROTO=tcp
REDIS_MASTER_PORT_6379_TCP_ADDR=10.254.61.141
HOME=/root
複製程式碼

通過dns服務，註冊cluster域名，類似 redis-master.default

之前建立的service只有一個叢集內的固定ip

[lukou@khand ~]$ kubectl get svc
NAMECLUSTER-IPEXTERNAL-IPPORT(S)AGE
kubernetes10.254.0.1<none>443/TCP26d
redis-master10.254.61.141<none>6379/TCP21d
複製程式碼

如果需要在叢集外訪問有三種方法

預設的service 的型別是 'ClusterIP'，修改為NodePort即可

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: redis-master
labels: 
name: redis-master
spec:
type: NodePort
ports:
- port: 6379
targetPort: 6379
nodePort: 30123// The range of valid ports is 30000-32767
selector:
name: redis-master
複製程式碼

[lukou@khand ~]$ kubectl get svc
NAMECLUSTER-IPEXTERNAL-IPPORT(S)AGE
kubernetes10.254.0.1<none>443/TCP26d
redis-master10.254.61.141<nodes>6379:30123/TCP21d
複製程式碼

建立一個loadbalance
建立Ingress resource

4.deployment

簡單地說deployment是rc的上一層，用來管理rc的
主要功能是管理pod執行的版本

apiVersion: apps/v1beta1
kind: Deployment
metadata:
name: kubia
spec:
replicas: 3
template:
metadata:
name: kubia
labels:
app: kubia
spec:
containers:
- image: luksa/kubia:v1
name: nodejs
strategy:
rollingUpdate:
maxSurge: 1
maxUnavailable: 0
type: RollingUpdate
複製程式碼

升級的cmd kubectl set image deployment kubia nodejs=luksa/kubia:v2

大致實現的邏輯是，deployment不斷的降低舊版本rc的 replicas, 增加新版本的replicas

就像rc並不是直接控制pod一樣，deployment也是類似，deployment宣告式的通知api server 需要升級後的結果，具體升級的邏輯由development controller去處理

k8s 簡介

1.1 Kubernetes服務於微服務

1.1.1 微服務常見的問題

1.2 曾經主流的容器編排工具

2.Kubernetes的主要組成

3.Kubernetes的常用的幾個物件

1.pods

2.rc和rs等controller(管理pods)

3.service

4.deployment

您可能也會喜歡…