kubernetes(k8s)——使用教程
目录
- 一、重要概念
- 1.1 基础
- 1.2 补充
- 二、组件
- 2.1 Master 组件
- kube-apiserver
- ETCD
- kube-controller-manager
- cloud-controller-manager 具体功能:
- DNS
- 用户界面
- 容器资源监测
- Cluster-level Logging
- 2.2 节点(Node)组件
- kubelet
- kube-proxy
- docker
- RKT
- supervisord
- fluentd
- 三、pod详解
- Kubernetes中的Pod使用可分两种主要方式:
- 网络
- 存储
- 使用Pod
- Pod和Controller
- Pod模板
- 四、deployment详解
- 四、Deployments详解
一、重要概念
1.1 基础
1、为了保证k8s的稳定,和其他的应用一样,我们会搭建k8s集群。
2、k8s集群管理我们发布的容器。
3、k8s是通过pod管理容器的:将共享一些资源和端口的容器放到同一个pod中,然后负责pod的创建和部署。
4、k8s部署pod的方式:选择一个node(就是节点,也可以理解为主机),将pod部署上去。
5、k8s将node进行分类,一类的在同一个service中
1.2 补充
- k8s集群
为了保证k8s的运行正常,一般会搭建k8s集群 - deployment
在集群中,需要搭建deployment,用来创建和管理pod - pod
创建或部署的最小/最简单的基本单位。
pod可以有多个容器(容器就是我们部署的,一般用docker作为容器),他们常会共享一些资源和端口空间。
同时,pod是有生命周期的。当一个工作节点(Node)销毁时,节点上运行的Pod也会销毁,然后通过ReplicationController动态创建新的Pods来保持应用的运行。 - node
node可以是虚拟机、物理机。pod创建后,会被部署到不同的node上面。
二、组件
本文介绍了Kubernetes集群所需的各种二进制组件。
2.1 Master 组件
Master组件提供集群的管理控制中心。
Master组件可以在集群中任何节点上运行。但是为了简单起见,通常在一台VM/机器上启动所有Master组件,并且不会在此VM/机器上运行用户容器。请参考 构建高可用群集以来构建multi-master-VM。
kube-apiserver
kube-apiserver用于暴露Kubernetes API。任何的资源请求/调用操作都是通过kube-apiserver提供的接口进行。请参阅构建高可用群集。
ETCD
etcd是Kubernetes提供默认的存储系统,保存所有集群数据,使用时需要为etcd数据提供备份计划。
kube-controller-manager
kube-controller-manager运行管理控制器,它们是集群中处理常规任务的后台线程。逻辑上,每个控制器是一个单独的进程,但为了降低复杂性,它们都被编译成单个二进制文件,并在单个进程中运行。
这些控制器包括:
- 节点(Node)控制器。
- 副本(Replication)控制器:负责维护系统中每个副本中的pod。
- 端点(Endpoints)控制器:填充Endpoints对象(即连接Services&Pods)。
- Service Account和Token控制器:为新的Namespace 创建默认帐户访问API Token。
- cloud-controller-manager
云控制器管理器负责与底层云提供商的平台交互。云控制器管理器是Kubernetes版本1.6中引入的,目前还是Alpha的功能。
云控制器管理器仅运行云提供商特定的(controller loops)控制器循环。可以通过将—cloud-provider flag设置为external启动kube-controller-manager ,来禁用控制器循环。
cloud-controller-manager 具体功能:
节点(Node)控制器
路由(Route)控制器
Service控制器
卷(Volume)控制器
kube-scheduler
kube-scheduler 监视新创建没有分配到Node的Pod,为Pod选择一个Node。
插件 addons
插件(addon)是实现集群pod和Services功能的 。Pod由Deployments,ReplicationController等进行管理。Namespace 插件对象是在kube-system Namespace中创建。
DNS
虽然不严格要求使用插件,但Kubernetes集群都应该具有集群 DNS。
群集 DNS是一个DNS服务器,能够为 Kubernetes services提供 DNS记录。
由Kubernetes启动的容器自动将这个DNS服务器包含在他们的DNS searches中。
用户界面
kube-ui提供集群状态基础信息查看。更多详细信息,请参阅使用HTTP代理访问Kubernetes API
容器资源监测
容器资源监控提供一个UI浏览监控数据。
Cluster-level Logging
Cluster-level logging,负责保存容器日志,搜索/查看日志。
2.2 节点(Node)组件
节点组件运行在Node,提供Kubernetes运行时环境,以及维护Pod。
kubelet
kubelet是主要的节点代理,它会监视已分配给节点的pod,具体功能:
安装Pod所需的volume。
下载Pod的Secrets。
Pod中运行的 docker(或experimentally,rkt)容器。
定期执行容器健康检查。
Reports the status of the pod back to the rest of the system, by creating a mirror pod if necessary.
Reports the status of the node back to the rest of the system.
kube-proxy
kube-proxy通过在主机上维护网络规则并执行连接转发来实现Kubernetes服务抽象。
docker
docker用于运行容器。
RKT
rkt运行容器,作为docker工具的替代方案。
supervisord
supervisord是一个轻量级的监控系统,用于保障kubelet和docker运行。
fluentd
fluentd是一个守护进程,可提供cluster-level logging.。
三、pod详解
Kubernetes中的Pod使用可分两种主要方式:
- Pod中运行一个容器。“one-container-per-Pod”模式是Kubernetes最常见的用法; 在这种情况下,你可以将Pod视为单个封装的容器,但是Kubernetes是直接管理Pod而不是容器。
- Pods中运行多个需要一起工作的容器。Pod可以封装紧密耦合的应用,它们需要由多个容器组成,它们之间能够共享资源,这些容器可以形成一个单一的内部service单位 - 一个容器共享文件,另一个“sidecar”容器来更新这些文件。Pod将这些容器的存储资源作为一个实体来管理。
请注意,在单个Pod中共同管理多个容器是一个相对高级的用法,应该只有在容器紧密耦合的特殊实例中使用此模式。
网络
每个Pod被分配一个独立的IP地址,Pod中的每个容器共享网络命名空间,包括IP地址和网络端口。Pod内的容器可以使用localhost相互通信。当Pod中的容器与Pod 外部通信时,他们必须协调如何使用共享网络资源(如端口)。
存储
Pod可以指定一组共享存储volumes。Pod中的所有容器都可以访问共享volumes,允许这些容器共享数据。volumes 还用于Pod中的数据持久化,以防其中一个容器需要重新启动而丢失数据。有关Kubernetes如何在Pod中实现共享存储的更多信息,请参考Volumes。
使用Pod
你很少会直接在kubernetes中创建单个Pod。因为Pod的生命周期是短暂的,用后即焚的实体。当Pod被创建后(不论是由你直接创建还是被其他Controller),都会被Kuberentes调度到集群的Node上。直到Pod的进程终止、被删掉、因为缺少资源而被驱逐、或者Node故障之前这个Pod都会一直保持在那个Node上。
注意:重启Pod中的容器跟重启Pod不是一回事。Pod只提供容器的运行环境并保持容器的运行状态,重启容器不会造成Pod重启。
Pod不会自愈。如果Pod运行的Node故障,或者是调度器本身故障,这个Pod就会被删除。同样的,如果Pod所在Node缺少资源或者Pod处于维护状态,Pod也会被驱逐。Kubernetes使用更高级的称为Controller的抽象层,来管理Pod实例。虽然可以直接使用Pod,但是在Kubernetes中通常是使用Controller来管理Pod的。
Pod和Controller
Controller可以创建和管理多个Pod,提供副本管理、滚动升级和集群级别的自愈能力。例如,如果一个Node故障,Controller就能自动将该节点上的Pod调度到其他健康的Node上。
包含一个或者多个Pod的Controller示例:
Deployment
StatefulSet
DaemonSet
通常,Controller会用你提供的Pod Template来创建相应的Pod。
Pod模板
Pod模板是包含了其他对象(如Replication Controllers,Jobs和 DaemonSets)中的pod定义 。Controllers控制器使用Pod模板来创建实际需要的pod。
pod模板类似cookie cutters。“一旦饼干被切掉,饼干和刀将没有关系”。随后对模板的后续更改甚至切换到新模板对已创建的pod并没有任何的影响。
四、deployment详解
Deployment为Pod和Replica Set(升级版的 Replication Controller)提供声明式更新。
你只需要在 Deployment 中描述您想要的目标状态是什么,Deployment controller 就会帮您将 Pod 和ReplicaSet 的实际状态改变到您的目标状态。您可以定义一个全新的 Deployment 来创建 ReplicaSet 或者删除已有的 Deployment 并创建一个新的来替换。
注意:您不该手动管理由 Deployment 创建的 Replica Set,否则您就篡越了 Deployment controller 的职责!下文罗列了 Deployment 对象中已经覆盖了所有的用例。如果未有覆盖您所有需要的用例,请直接在 Kubernetes 的代码库中提 issue。
典型的用例如下:
- 使用Deployment来创建ReplicaSet。ReplicaSet在后台创建pod。检查启动状态,看它是成功还是失败。
- 然后,通过更新Deployment的PodTemplateSpec字段来声明Pod的新状态。这会创建一个新的ReplicaSet,Deployment会按照控制的速率将pod从旧的ReplicaSet移动到新的ReplicaSet中。
- 如果当前状态不稳定,回滚到之前的Deployment revision。每次回滚都会更新Deployment的revision。
- 扩容Deployment以满足更高的负载。
- 暂停Deployment来应用PodTemplateSpec的多个修复,然后恢复上线。
- 根据Deployment 的状态判断上线是否hang住了。
- 清除旧的不必要的 ReplicaSet。
四、Deployments详解
Deployment为Pod和Replica Set(升级版的 Replication Controller)提供声明式更新。
你只需要在 Deployment 中描述您想要的目标状态是什么,Deployment controller 就会帮您将 Pod 和ReplicaSet 的实际状态改变到您的目标状态。您可以定义一个全新的 Deployment 来创建 ReplicaSet 或者删除已有的 Deployment 并创建一个新的来替换。
注意:您不该手动管理由 Deployment 创建的 Replica Set,否则您就篡越了 Deployment controller 的职责!下文罗列了 Deployment 对象中已经覆盖了所有的用例。如果未有覆盖您所有需要的用例,请直接在 Kubernetes 的代码库中提 issue。
典型的用例如下:
使用Deployment来创建ReplicaSet。ReplicaSet在后台创建pod。检查启动状态,看它是成功还是失败。
然后,通过更新Deployment的PodTemplateSpec字段来声明Pod的新状态。这会创建一个新的ReplicaSet,Deployment会按照控制的速率将pod从旧的ReplicaSet移动到新的ReplicaSet中。
如果当前状态不稳定,回滚到之前的Deployment revision。每次回滚都会更新Deployment的revision。
扩容Deployment以满足更高的负载。
暂停Deployment来应用PodTemplateSpec的多个修复,然后恢复上线。
根据Deployment 的状态判断上线是否hang住了。
清除旧的不必要的 ReplicaSet。
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