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Kubernetes Learning Report zaq

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Zaq edited this page Nov 2, 2019 · 4 revisions

Kubernetes基本概念

  • Kubernetes是一个全新的基于容器技术的分布式架构领先方案。

  • Kubernetes是一个开放的开发平台。

  • Kubernetes是一个完备的分布式系统支撑平台。

Service（服务）：分布式集群架构的核心

Service对象拥有如下关键特征：

  • 一个唯一指定的名字（比如mysql-server）

  • 一个虚拟IP（Cluster IP、Service IP 或VIP）和端口号

  • 能够提供某种远程服务的功能

  • 被映射到了提供这种服务能力的一组容器应用上

    • Kubernetes能够让我们通过Service（虚拟Cluster IP + Service Port）连接到指定的Service上。
    • Service一旦创建就不会变化。

Pod对象

  • 把为Service提供服务的进程放入容器中进行隔离：将每个服务进程包装到相应的Pod中，使其成为Pod中运行的一个容器（Container）

  • Pod运行在节点中

  • 每个Pod里运行着一个特殊的Pause容器

  • 还有其他业务容器（共享Pause容器的网络栈和Volume挂载卷）

  • 只有提供服务的一组Pod才会被映射成一个服务

Kubernetes将集群中的机器划分为：

  • 一个Master节点
  • 一群工作节点（Node）

在一个RC（Replication Controller）定义文件中包括以下3个关键信息：

  • 目标Pod的定义
  • 目标Pod需要运行的副本数量
  • 要监控的目标Pod的标签（Label）

Master：集群控制点

  • 每个Kubernetes集群里需要一个Master节点来负责整个集群的管理和控制

  • Master节点通常会占据一个独立的X86服务器（或一个虚拟机）

  • Master节点上运行着以下一组关键进程：

    • Kubernetes API Server(kube-apiserver)

    • Kubernetes Controller Manager(kube-controller-manager)

    • Kubernetes Scheduler(kube-scheduler)

    • etcd Server进程

Node:

  • Node节点是Kubernetes集群中的工作负载节点

  • 每个Node节点上都运行着以下一组关键进程：

    • kubelet

    • kube-proxy

    • Docker Engine(docker)

  • node(not Ready)：某个Node超贵欧指定时间不上报信息，被Master判定为“失联”，之后，Master会吹法“工作负载大转移”的自动流程

    • kubectl get nodes

    • kubeectl describe node kuberneetes-minion1

Pod:

  • 每个Pod都分配了唯一的IP地址（PodIP）

  • 一个Pod里多个容器共享PodIP地址

  • 虚拟二层网络技术

    • 底层网络支持集群内任意两个Pod之间的TCP/IP直接通信（Flannel、Openvswitch）

  • 两种类型：

    • 普通Pod

    • 静态Pod

  • Pod的IP加上容器端口（contrinerPort），就组成了一个新的概念——Endpoint

    • EndPoint代表此Pod里的一个服务进程的对外通信地址（Pod IP+ContainerPort)

  • Pod Volume

Event:

  • 是一个事件的记录，记录时间的最早产生时间，最后重现时间等（是排查故障的重要参考信息）

Kubernetes资源配额：

  • 以千分之一的CPU配额为最小单位

  • 进行配额限定需要设定的两个参数：

    • Requests：该资源的最小申请量，系统必须满足要求

    • Limits：资源最大允许使用的量，不能被突破，当容器试图使用超过这个量的资源，会被Kill重启

Label（标签）：

  • 一个value：一个key=value的键值对

  • 一个资源对象定义任意数量的Label

  • 例：

    • name=redis-slave：匹配所有具有该标签的资源对象

  • Label Selector

RC（Replication Controller）

  • Pod期待的副本数（replicas）

  • 用于筛选目标Pod的Label Selector

  • 当Pod的副本数量小于于预期数量的时候，用于创建新Pod的Pod模板（template）

  • Pod的动态缩放：

    • kubectl scale rc redis-slave —replicas=3：即通过RC的副本数量实现Pod的扩容或缩容

    • 滚动升级（保持RC的数量，以旧换新）

  • ReplicaSet：

    • 下一代的RC

Deployment：

  • 目的：

    • 解决Pod的编排问题

  • 场景：

    • 生成对应Replica Set并完成Pod副本的创建
    • 检查Deployment状态来看部署侗族欧是否完成
    • 更新D以创建新的Pod
    • 回滚
    • 挂起或恢复

Horizontal Pod Autoscaler(HPA)

  • 意为Pod的横向自动扩容

  • 两种作为Pod负载度量单位的方式：

    • CPUUtilizationPercentage

      • 目标Pod所有副本自身的CPU利用率的平均值

    • 应用程序自定义的度量指标，比如服务在每秒内的相应的请求数（TPS或QPS）

  • kubectl autoscale deployment php-apache —cpu-percent=90 —min=1 —max=10

Service(服务）

  • Kubernetes里的每个Service就是微服务欧架构中的一个“微服务”

  • Service定义了一个服务的访问入口地址

  • frontend pod通过Service入口地址访问被背后一组Pod副本组成的集群

  • Service与Pod通过Label Selector实现“无缝对接”

  • RC保证Service的服务能力和服务质量始终处于预期的标准

  • 微服务单元通过TCP/IP进行通信

  • 负载均衡器

    • 为一组Pod提供一个对外的服务端口如8000端口
    • 运行在每个Node上的kube-proxy进程就是一个智能软件负载均衡器

  • 每个Service分配一个全剧唯一的虚拟IP地址Cluster IP，在Service的整个生命周期不改变

    • kubectl get svc tomcat-service -o yaml

      • targetPort（默认与port相同）

  • Service的Name和Service的Cluster IP地址做一个DNS域名映射

  • Kubernetes服务发现机制在:

    • 每个Kubernetes中的Service都有一个唯一的Cluster IP以及唯一的名字
    • Kubernetes通过Add-On增值包的方式引入了DNS系统，把服务名作为DNS域名

  • 外部系统访问Service问题

    • Kubernetes的三种IP：

      • Node IP

        • 是Kubernetes集群中每个节点的物理网卡的IP地址，这是一个真实存在的物理网络，所有术语这个网络的服务器之间都能通过这个网络直接通信
        • Kubernetes里的一个Pod里的容器访问另一个Pod里的容器，就是通过Pod IP所在的虚拟二层网络进行通信
        • 真实的TCP/IP流量是通过Node IP所在的物理网卡流出

      • Pod IP

      • Cluster IP

        • 虚拟的IP，无法被ping
        • Kubernetes集群内部的地址，无法在集群外部直接使用这个地址
        • 使用NodePort

      • 负载均衡问题

        • 外部请求只需访问负载均衡器的IP地址，由其负责转发流量到后面某个Node的NodePort上

Volume（存储卷）

  • Volume是Pod中能够被多个容器访问的共享目录

    • Kubernetes支持多种类型的Volume，例如ClusterFS、Ceph等先进的额分布式文件系统

  • 使用：

    • 先在Pod上声明一个Volume
    • 在容器中引用该Volumn并Mount到容器里的某个目录上

  • 多种Volume类型：

    • emptyDir
    • hostPath
    • gcePersistentDisk
    • awsElasticBlockStore
    • NFS
    • 。。。

  • Persistent Volume

    • 在使用虚机的情况下，定义一个网络存储，然后从中划出一个“网盘”并挂接到虚拟机上

    • PV是有状态的对象，它有以下几种状态：

      • Available：空闲状态
      • Bound：已经绑定到某个PVC上
      • Released：对应的PVC已经删除，但资源还没有被集群收回
      • Failed：PV自动回收失败

Namespace（命名空间）

  • 用于实现多租户的资源隔离
  • Namespace通过将集群内部的资源对象“分配”到不同的Namespac中，形成逻辑上分组的不同项目，小组或用户组
  • 如果不加参数，则kubectl get命令将仅显示属于“default”命名空间的资源对象

Annotation（注解）

  • 用户任意定义的“附加”信息

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