【k8s】Kubernetes初步

1、k8s架构图绘制

2、k8s工作流程图绘制

为了帮助您绘制Pod创建过程的时序图，我将使用Markdown语法来描述这个过程。由于Markdown本身并不直接支持时序图的绘制，我们可以使用简单的文本和列表来模拟时序图的结构。下面是一个简化版的Pod创建过程的Markdown描述：

Pod 创建的时序图

1. 用户发起创建Pod请求

   • kubectl create pod

2. API Server 接收请求

   • 验证请求
   • 将Pod定义存储到Etcd

3. Controller Manager 被通知

   • 如果Pod由某个Controller管理，则Controller Manager会处理Pod的创建逻辑

4. Scheduler 选择节点

   • 根据资源需求、亲和性/反亲和性等策略选择合适的节点
   • 将Pod绑定到选定的节点

5. kubelet 收到Pod绑定信息

   • 从API Server获取Pod的最新状态
   • 下载容器镜像（如果尚未下载）
   • 创建容器
   • 启动容器

6. kubelet 监控容器状态

   • 定期检查容器健康状况
   • 更新Pod状态到API Server

7. API Server 更新Pod状态

   • 存储最新的Pod状态到Etcd

3、什么是Kubernetes

它是一个全新的基于容器技术的分布式架构领先方案，确切地说，Kubernetes是谷歌严格保密十几年的秘密武器Borg的一个开源版本。Borg是谷歌内部使用的大规模集群管理系统，它基于容器技术，目的是实现资源管理的自动化，以及跨多个数据中心的资源利用率的最大化。

环境不一致使得应用部署出现了各种问题，从而产生了Docker容器来解决应用部署的问题。而大集群上容器的部署、伸缩和管理的各种问题，衍生出来了容器编排引擎，比较出名的有K8S(Kubernetes) 和 Docker Swarm。

Kubernetes是一个针对容器应用，进行自动部署，弹性伸缩和管理的开源系统。主要功能是生产环境的容器编排，Kubernetes名字太长了，叫起来有点麻烦，而Kubernetes首字母与结尾字母之间有8个字母，因此被称作K8S。

如果我们使用Kubernetes：

1、与业务无关的底层代码或功能模块，都可以立刻从我们的视线中消失

2、不必再费心于负载均衡器的选型和部署实施问题

3、不必再考虑引入或自己开发一个复杂的服务治理框架

4、不必再头疼于服务监控和故障处理模块的开发

K8S 部署方式演变

随着互联网的发展，在应用程序部署方式上主要经历了三个时代：

• 1.传统部署：互联网早期，会直接将应用程序部署在物理机上

优点：简单，不需要其它技术的参与

缺点：不能为应用程序定义资源使用边界，很难合理地分配计算资源，而且程序之间容易产生影响

• 2.虚拟化部署：可以在一台物理机上运行多个虚拟机，每个虚拟机都是独立的一个环境

优点：程序环境不会相互产生影响，提供了一定程度的安全性

缺点：增加了操作系统，浪费了部分资源

• 3.容器化部署：与虚拟化类似，但是共享了操作系统

优点：

可以保证每个容器拥有自己的文件系统、CPU、内存、进程空间等

运行应用程序所需要的资源都被容器包装，并和底层基础架构解耦

容器化的应用程序可以跨云服务商、跨Linux操作系统发行版进行部署

4、Kubernetes作用

Kubernetes提供了完善的管理工具（开发、部署、测试、运维、监控）因此，Kubernetes是一个全新的基于容器技术的分布式架构解决方案，并且是一个一站式完备的分布式系统开发和支撑平台。

Kubernetes同时具有完备的集群管理能力：

1、故障自愈

2、服务发现与负载均衡

3、自动部署与回滚

4、自动伸缩（扩容与缩容）

5、Kubernetes基本组成

1、Master

Master指的是集群控制节点，在每个Kubernetes集群里都需要有一个Master来负责整个集群的管理和控制，基本上Kubernetes的所有控制命令都发给它，它负责具体的执行过程，我们后面执行的所有命令基本都是在Master上运行的

Master上运行的核心组件：

Kubernetes API Server

（kube-apiserver）：

提供了HTTP Rest接口的关键服务进程，是Kubernetes里所有资源的增、删、改、查等操作的唯一入口，也是集群控制的入口进程。

Kubernetes Controller Manager

（kube-controller-manager）：

Kubernetes里所有资源对象的自动化控制中心，可以将其理解为资源对象的“大总管”。

Kubernetes Scheduler

（kube-scheduler）：

负责资源调度（Pod调度）的进程，相当于公交公司的“调度室”。

2、Node

Node是Kubernetes集群中的工作负载节点，每个Node都会被Master分配一些工作负载（Docker容器），当某个Node宕机时，其上的工作负载会被Master自动转移到其他节点上。

Node上运行的核心组件：

kubelet：

负责Pod对应的容器的创建、启停等任务，同时与Master密切协作，实现集群管理的基本功能。

kube-proxy：

实现Kubernetes Service的通信与负载均衡机制的重要组件。

3、Etcd

etcd 的官方将它定位成一个可信赖的分布式键值存储服务，保存了整个集群的状态，它能够为整个分布式集群存储一些关键数据，协助分布式集群的正常运转。

4、Pod

Pod是Kubernetes最重要的基本概念，我们看到每个Pod都有一个特殊的被称为“根容器”的Pause容器。Pause容器对应的镜像属于Kubernetes平台的一部分，除了Pause容器，每个Pod还包含一个或多个紧密相关的用户业务容器。