主题
Kubernetes
基本概念
Kubernetes（通常简称为K8s）是一个开源的容器编排引擎，用于自动化部署、扩展和管理容器化应用程序。它最初由Google开发，并于2014年开源。Kubernetes可以在多种基础设施上运行，包括公有云、私有云和混合云环境。
以下是Kubernetes的一些基本概念和入门需要了解的内容：
- 容器化：Kubernetes建立在容器化的基础上，容器是一种轻量级的、可移植的、自包含的软件单元，它们包含了应用程序的所有依赖项和代码，并且可以在任何支持容器的环境中运行。
- Pods（Pod）： Pod是Kubernetes中最小的可部署单元，它可以包含一个或多个容器。Pod提供了共享网络和存储资源的环境，这些资源可以在Pod中的容器之间共享。通常情况下，一个Pod中只包含一个主容器，其他辅助容器用于辅助任务，如日志收集、监控等。
- 服务（Service）： 服务用于将一组相同功能的Pod公开为一个网络服务。服务可以提供负载均衡、服务发现和路由功能，使得应用程序能够以统一的方式访问多个Pod。
- 控制器（Controller）：控制器用于管理Pod的生命周期，确保在集群中始终运行指定数量的Pod副本。常见的控制器包括ReplicaSet、Deployment和StatefulSet等。
- 标签（Label）和选择器（Selector）： 标签是键值对，用于标识Kubernetes对象（如Pod、Service等），选择器用于根据标签选择和过滤对象。
- 命名空间（Namespace）： 命名空间用于对Kubernetes资源进行逻辑分组和隔离，不同命名空间中的资源彼此隔离，可以帮助组织和管理多租户环境。
- 存储卷（Volume）：存储卷是Kubernetes中的持久化存储解决方案，用于在Pod之间共享数据，并且可以在Pod重启时保留数据。
应用场景
- 容器编排和调度： Kubernetes可以自动管理容器的部署、扩展和调度，确保应用程序在集群中高可用和高效运行。
- 持续交付和持续集成： Kubernetes提供了灵活的部署策略和自动化工具，可以实现持续集成和持续交付（CI/CD），帮助开发团队快速、安全地交付代码。
- 微服务架构： Kubernetes提供了丰富的服务发现、负载均衡和路由功能，可以支持复杂的微服务架构，将大型应用程序拆分成多个独立的服务单元进行部署和管理。
- 自动伸缩：Kubernetes可以根据应用程序的负载情况自动扩展和收缩Pod副本数量，以满足动态变化的需求，提高资源利用率和系统的可伸缩性。
- 故障恢复和高可用性： Kubernetes具有自动故障检测和恢复机制，可以在节点故障或Pod失败时自动重新调度和恢复应用程序，保证应用程序的高可用性和可靠性。
组件介绍
主要组件
kubelet
- kubelet 是运行在每个 Kubernetes 集群节点上的代理。它负责管理该节点上的容器和 Pod 生命周期。具体来说，kubelet 接收来自 API Server 的 Pod 规范，确保 Pod 中的容器处于运行状态，并根据需要拉取容器镜像。它还监视 Pod 和容器的健康状态，并在需要时重新启动它们。kubelet 通过与容器运行时（如 Docker、containerd 等）进行通信来执行这些任务。
kubeadm
- kubeadm 是用于初始化 Kubernetes 集群的命令行工具。它简化了 Kubernetes 集群的部署过程，使得用户可以快速地搭建一个功能完整的 Kubernetes 集群。通过 kubeadm，可以轻松地在一组物理或虚拟机上启动一个新的 Kubernetes 集群，包括 Master 节点和 Worker 节点的初始化。kubeadm 还提供了用于入现有集群的命令，以及用于管理集群配置的功能。
kubectl
- kubectl 是 Kubernetes 的命令行工具，用于与 Kubernetes 集群进行交互。通过 kubectl，用户可以执行各种操作，包括创建、查看、更新和删除 Kubernetes 资源（如 Pod、Service、Deployment 等）。kubectl 提供了一个强大而灵活的命令行界面，允许用户轻松地管理他们的 Kubernetes 集群。kubectl 通过与 Kubernetes API Server 进行通信来执行这些操作。
kubelet 负责节点上的容器和 Pod 的管理，kubeadm 简化了集群的初始化过程，而 kubectl 则是用户与 Kubernetes 集群进行交互的主要工具。
其他组件
| 组件名称 | 功能描述 |
|---|---|
| kube-apiserver | Kubernetes API Server 是整个 Kubernetes 集群的入口点。它公开了 Kubernetes API，允许用户和其他组件与集群进行交互。 |
| etcd | etcd 是 Kubernetes 集群的分布式键值存储系统，用于存储集群的所有配置数据和状态信息。 |
| kube-scheduler | Kubernetes Scheduler 负责监视新创建的 Pod，并根据预定义的调度策略将它们分配给集群中的节点。 |
| kube-controller-manager | Kubernetes Controller Manager 包含了一组控制器，负责监控集群中的各种资源（如 Pod、Service、Volume 等），并确保它们的状态符合预期。 |
| kube-proxy | Kubernetes Proxy 是负责为 Pod 提供网络代理和负载均衡功能的组件，它通过设置 iptables 规则或者其他技术来实现 Pod 之间的网络通信。 |
| Container Runtime | 容器运行时是负责管理和运行容器的软件，如 Docker、containerd、CRI-O 等。 |
| Networking Plugins | 网络插件是 Kubernetes 集群中用于实现 Pod 网络通信的组件，常见的网络插件包括 Calico、Flannel、Cilium 等。 |
| Storage Plugins | 存储插件是 Kubernetes 集群中用于管理持久化存储的组件，常见的存储插件包括 CSI（Container Storage Interface）插件等。 |
| DNS Add-on | DNS Add-on 提供了在 Kubernetes 集群中进行服务发现和 DNS 解析的功能，通常使用 CoreDNS 或 kube-dns 实现。 |
| Ingress Controller | Ingress Controller 是用于将外部流量路由到 Kubernetes 集群内部服务的组件，常见的 Ingress Controller 包括 Nginx Ingress Controller、Traefik、HAProxy 等。 |
| Dashboard | Kubernetes Dashboard 是一个 Web 用户界面，用于管理和监控 Kubernetes 集群中的各种资源和操作。 |
| Cluster Autoscaler | Cluster Autoscaler 是用于自动调整 Kubernetes 集群规模的组件，根据负载和资源需求自动增加或减少集群中的节点。 |