【Kubernetes】神乎其技的K8s到底是什么,为什么被越来越多人使用

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前言

Kubernetes,也被简称为K8s(因为k和s之间有8个字母),是一个开源的容器编排平台,用于自动化部署、扩展和管理容器化应用程序。它提供了一个高度可靠且可扩展的平台,能够简化容器化应用程序的部署和管理工作。

K8sd的简介

K8s是一个开源的容器编排平台,用于自动化部署、扩展和管理容器化应用程序。它提供了一个强大的平台,帮助开发人员和运维团队更轻松地管理和运行容器化应用。

K8s的核心概念包括以下几个方面:

  • 1.Pod(容器组):Pod是Kubernetes的最小调度单元,它由一个或多个容器组成,共享相同的网络和存储资源。Pod提供了容器之间的通信和资源共享机制

  • 2.Deployment(部署):Deployment是用于定义和管理Pod的副本数量的资源对象。它可以控制Pod的创建、更新和删除过程,实现应用程序的自动化部署和扩展

  • 3.Service(服务):Service是一种抽象,用于定义一组Pod的访问方式。它为Pod提供了稳定的网络端点,并实现了负载均衡和服务发现功能。

  • 4.Namespace(命名空间):Namespace用于划分Kubernetes集群中不同团队或项目的资源。它提供了隔离和命名标识的机制,使得不同的团队可以在同一个集群上独立地管理和运行应用程序。

  • 5.Volume(存储卷):Volume是用于持久化存储数据的抽象。它可以将外部存储系统挂载到Pod中,使得数据可以在容器之间进行共享和持久化

  • 6.ConfigMap和Secret:ConfigMap用于存储应用程序的配置信息,而Secret用于存储敏感的密钥和凭证信息。它们可以被挂载到Pod中,供应用程序使用。

  • 7.StatefulSet(有状态集合):StatefulSet是用于管理有状态应用程序(如数据库)的资源对象。它为每个Pod分配唯一的标识和稳定的网络标识,确保数据的持久性和顺序访问


  除了上述核心概念外,Kubernetes还提供了丰富的功能和工具,如自动伸缩、滚动升级、日志和监控、安全性和认证等。同时,Kubernetes还支持多种云平台和容器运行时,如AWS、Azure、Docker等。

  总之,Kubernetes是一个功能强大的容器编排平台,提供了丰富的功能和抽象,使得开发人员和运维团队能够更轻松地管理和运行容器化应用程序。它的设计目标是提供一个开放、可移植和可扩展的平台,使得应用程序能够在不同的环境中高效地运行

K8s的由来

  K8s的由来可以追溯到Google内部的容器集群管理系统,该系统被称为Borg。在Google内部,Borg系统用于管理数以百万计的容器化应用程序,实现高效的资源利用和应用程序的自动化部署、扩展和管理。

  由于Borg系统在Google内部取得了巨大的成功,Google决定将其开源,并于2014年发布了Kubernetes项目。Kubernetes的目标是为云原生应用提供一个开放、可移植和可扩展的平台,使开发者能够更轻松地构建、部署和管理容器化应用程序。

  Kubernetes在开源社区中迅速获得了广泛的关注和采用,并成为容器编排领域的事实标准。它得到了全球各个组织和公司的支持和贡献,包括Google、Red Hat、Microsoft、IBM等。

  Kubernetes的设计受到了Borg系统的启发,也进行了一系列的改进和扩展,以适应不同环境和需求。它提供了丰富的功能,如自动化部署、弹性伸缩、服务发现、负载均衡、存储管理、故障恢复等,使得开发者能够更好地管理和运行容器化应用。

  总之,Kubernetes的由来可以追溯到Google内部的Borg系统,它的开源发布使得容器编排技术得到了广泛的推广和应用。

K8s的特点和功能

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Kubernetes的主要特点和功能包括:

  • 1.自动化部署和扩展:Kubernetes可以自动化地部署和扩展应用程序,根据资源需求进行自动调度,确保应用程序的高可用性和性能。

  • 2.服务发现和负载均衡:Kubernetes提供了内置的服务发现机制,使得应用程序可以轻松地进行服务间的通信。同时,它还提供了负载均衡功能,确保流量被均匀地分配到不同的服务实例上。

  • 3.存储管理:Kubernetes支持各种存储选项,包括本地存储、网络存储和云存储。它可以自动管理存储卷,并将其挂载到容器中,使得应用程序可以持久化地存储数据。

  • 4.自动故障恢复:Kubernetes可以自动监测容器和节点的健康状态,并在发生故障时进行自动修复。它支持容器的重新启动、节点的替换和应用程序的滚动升级,以确保应用程序的持续可用性。

  • 5.配置和密钥管理:Kubernetes提供了集中式的配置和密钥管理机制,使得应用程序的配置和敏感信息可以被安全地管理和更新。

  • 6.扩展性和可插拔性:Kubernetes具有高度可扩展的架构,支持水平扩展和垂直扩展。同时,它还提供了丰富的API和插件机制,可以与其他工具和服务进行集成。

Kubernetes是一个功能强大的容器编排平台,可以帮助用户轻松地管理和运行容器化应用程序。它提供了一系列的功能和特性,使得应用程序的部署、扩展、管理和监控变得更加简单和高效。

K8s的组件

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一个Kubernetes集群主要是由控制节点(master)、工作节点(node)构成,每个节点上都会安装不同的组件。
master:集群的控制平面,负责集群的决策
node:集群的数据平面,负责为容器提供运行环境


以下是Kubernetes的一些核心组件:

  • API Server:Kubernetes的控制面板,提供了集群的API入口,用于管理和监控整个集群。

  • etcd:Kubernetes的数据存储,用于存储集群的配置信息和状态,以及存储应用程序的元数据。

  • Scheduler:Kubernetes的调度器,用于将应用程序部署到集群中的节点上,并根据资源需求和节点负载等因素进行自动调度。

  • Controller Manager:Kubernetes的控制器管理器,用于管理各种控制器,如ReplicaSet、Deployment、StatefulSet等,以保证应用程序的高可用性和可扩展性。

  • Kubelet:Kubernetes的节点代理,用于管理节点上的容器和Pod,以及与Master节点通信和同步状态。

  • Container Runtime:Kubernetes支持多种容器运行时,如Docker、CRI-O等,用于创建和管理容器。

  • kube-proxy:Kubernetes的网络代理,用于在集群内部的Pod之间提供网络代理和负载均衡服务。

  • Ingress Controller:用于实现HTTP和HTTPS等应用程序层协议的负载均衡和反向代理。

这些组件共同构成了Kubernetes的完整架构,可以实现容器化应用程序的高可用性、自动化部署和管理等功能。

K8s的架构

  Kubernetes的架构是一个分布式系统,由多个核心组件组成,每个组件负责不同的功能。下面是Kubernetes的架构详解:
1.Master节点:Master节点是Kubernetes集群的控制平面,负责管理和监控整个集群。它包括以下组件:

  • 1.API Server(API服务器):提供集群的API入口,用于接收和处理来自用户和其他组件的请求。

  • 2.etcd(数据存储):用于存储集群的配置信息和状态数据,以及持久化存储应用程序的元数据。

  • 3.Scheduler(调度器):根据资源需求和策略,将应用程序Pod调度到合适的节点上运行。

  • 4.Controller Manager(控制器管理器):管理各种控制器,如ReplicaSet、Deployment等,以保证应用程序的高可用性和可扩展性。

2.Node节点:Node节点是集群中的工作节点,负责运行应用程序的容器。它包括以下组件:

  • 1.Kubelet(节点代理):负责管理节点上的Pod和容器,与Master节点通信并同步状态。

  • 2.Container Runtime(容器运行时):负责创建和管理容器,如Docker、CRI-O等。

  • 3.kube-proxy(网络代理):负责在集群内部的Pod之间提供网络代理和负载均衡服务。

3.插件和附加组件:Kubernetes还支持各种插件和附加组件,用于扩展集群的功能和能力。一些常见的插件和附加组件包括:

  • 1.Network Plugin(网络插件):用于实现集群内部和集群外部的网络通信,如Flannel、Calico等。

  • 2.DNS(域名系统):提供集群内部的服务发现和命名解析,使得应用程序可以通过名称进行访问。

  • 3.Ingress Controller(入口控制器):用于实现HTTP和HTTPS等应用程序层协议的负载均衡和反向代理。

  • 4.Dashboard(仪表盘):提供一个Web界面,用于可视化地管理和监控集群。

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Kubernetes的架构利用分布式系统的原理和设计,实现了容器化应用程序的自动化管理和部署。Master节点负责整个集群的控制和管理,而Node节点负责运行应用程序的容器。通过这样的架构,Kubernetes能够提供高可用性、可扩展性和弹性的容器平台,帮助用户更好地管理和运行容器化应用程序。

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