k8s - 基础介绍
Kubernetes(通常缩写为K8s)是一个开源的容器编排平台,旨在自动化容器化应用的部署、扩展和管理。它最初由Google开发,现在由云原生计算基金会(CNCF)维护。以下是Kubernetes的基础介绍:
1. Kubernetes的核心概念
容器:Kubernetes主要用于管理容器化应用,容器是一种轻量级的虚拟化技术,可以在同一操作系统上运行多个独立的应用实例。
Pod:Pod是Kubernetes中最小的可部署单元,通常包含一个或多个紧密相关的容器。Pod中的容器共享网络和存储资源。
节点(Node):节点是Kubernetes集群中的一个工作机器,可以是物理机或虚拟机。每个节点上运行着一个Kubernetes代理(kubelet)和容器运行时(如Docker)。
集群(Cluster):集群是由多个节点组成的集合,Kubernetes通过集群来管理和调度容器。
控制平面(Control Plane):控制平面负责管理集群的状态,包括调度、监控和维护集群的健康。主要组件包括API服务器、调度器、控制管理器和etcd(分布式键值存储)。
2. Kubernetes的主要组件
API Server:Kubernetes的核心组件,提供RESTful API接口,所有的操作都通过API Server进行。
etcd:一个高可用的分布式键值存储,用于保存Kubernetes集群的所有数据和状态。
Scheduler:负责将Pod调度到合适的节点上,考虑资源需求、节点负载等因素。
Controller Manager:管理集群的控制循环,确保集群的实际状态与期望状态一致。
Kubelet:运行在每个节点上的代理,负责管理Pod的生命周期,确保容器正常运行。
Kube Proxy:负责网络代理和负载均衡,处理服务的网络请求。
3. Kubernetes的基本资源
Deployment:用于管理无状态应用的声明式更新,支持滚动更新和回滚。
Service:定义一组Pod的访问策略,提供负载均衡和服务发现。
ConfigMap:用于存储非机密的配置数据,可以在Pod中使用。
Secret:用于存储敏感信息(如密码、令牌等),以安全的方式提供给Pod。
Volume:用于持久化存储,支持多种存储后端(如NFS、云存储等)。
4. Kubernetes的工作流程
定义应用:使用YAML或JSON文件定义应用的期望状态,包括Pod、Service、Deployment等。
提交配置:将定义的配置提交到Kubernetes API Server。
调度与部署:Kubernetes Scheduler根据资源需求和策略将Pod调度到合适的节点上,Kubelet负责在节点上启动和管理容器。
监控与自愈:Kubernetes持续监控集群状态,确保实际状态与期望状态一致。如果某个Pod失败,Kubernetes会自动重启或替换它。
5. Kubernetes的优势
自动化:自动化容器的部署、扩展和管理,减少人工干预。
可扩展性:支持水平扩展和负载均衡,能够处理大规模的应用。
自愈能力:自动监控和修复故障,确保应用的高可用性。
灵活性:支持多种云环境和本地部署,适应不同的基础设施。
6. Kubernetes的生态系统
Kubernetes有一个丰富的生态系统,包含许多工具和项目,如:
- Helm:Kubernetes的包管理工具,简化应用的部署和管理。
- Prometheus:用于监控和告警的开源系统。
- Istio:服务网格技术,提供微服务间的通信管理和安全性。
总结
Kubernetes是现代云原生应用的核心技术之一,提供了强大的容器编排能力。通过理解Kubernetes的基本概念和组件,开发者和运维人员可以更有效地管理和部署容器化应用。