Kubernetes（K8s）简介

什么是Kubernetes？

Kubernetes（简称K8s）是一个开源的容器编排系统，由Google设计并捐赠给Cloud Native Computing Foundation（CNCF）维护。它旨在自动化部署、扩展和管理容器化应用程序。Kubernetes提供了一个运行分布式系统的框架，能够无缝地扩展和管理跨主机集群的容器应用。

核心概念

Pod

Pod是Kubernetes中的基本部署单元，它是一个或多个容器的集合，这些容器共享网络和存储资源。Pods是短暂的，并且是被设计为易于替换的。

Service

Service定义了一种访问Pod的方式，无论Pod如何变化，Service都能保持稳定。Service可以是ClusterIP（仅在集群内部访问）、NodePort（通过节点的特定端口访问）、LoadBalancer（通过云提供商的负载均衡器访问）或ExternalName（映射到外部服务）。

Deployment

Deployment是管理Pod生命周期的API对象，它确保指定数量的Pod副本始终运行。Deployment负责Pod的声明式更新。

Namespace

Namespace提供了一种将集群资源划分为多个逻辑分区的方式，每个分区都有自己的资源和权限。

Volume

Volume是Pod中用于持久化存储的API对象。它允许将数据独立于Pod的生命周期，即使Pod被删除，Volume中的数据也不会丢失。

ConfigMap和Secret

ConfigMap和Secret用于存储配置数据和敏感信息，它们可以被挂载到Pod中或作为环境变量使用。

Kubernetes架构

Master Node

Master Node是Kubernetes集群的控制平面，负责管理整个集群的状态。它由以下几个主要组件组成：

• API Server：集群的前端，所有Kubernetes组件都通过它进行通信。
• Scheduler：负责决定将Pods部署到哪个Node上。
• Controller Manager：运行集群中的各种控制器，如Deployment、Namespace等。
• Etcd：一个轻量级、分布式键值存储，用于存储集群的所有数据。

Worker Node

Worker Node是运行Pods的机器。每个Node都运行以下组件：

• Kubelet：负责启动Pods和容器，并向Master报告节点和Pod的状态。
• Kube-proxy：负责网络代理，实现Service的功能。
• Container Runtime：负责运行容器，如Docker、containerd等。

使用场景

Kubernetes适用于需要高可用性、自动扩展和自动化部署的应用程序。无论是微服务架构、持续集成和持续部署（CI/CD）还是复杂的多容器应用，Kubernetes都能提供强大的支持。

优势

• 自动化部署：简化应用程序的部署流程。
• 自动扩展：根据负载自动调整Pod副本数量。
• 自我修复：自动替换失败的Pods。
• 服务发现和负载均衡：内置服务发现和负载均衡机制。
• 滚动更新：无需停机即可更新应用程序。

结论

Kubernetes已经成为容器编排的事实标准，它为开发和运维团队提供了强大的工具来构建、部署和管理容器化应用程序。随着云原生技术的发展，Kubernetes将继续在现代IT基础设施中扮演核心角色。