06-Kubernetes核心概念

kubernetes(k8s) 是自动化容器操作的开源平台，这些操作包括部署，调度和节点集群间扩展。如果你曾经用过Docker容器技术部署容器，那么可以将Docker看成Kubernetes内部使用的低级别组件。Kubernetes不仅仅支持Docker，还支持Rocket，这是另一种容器技术。 使用Kubernetes可以：

• 自动化容器的部署和复制
• 随时扩展或收缩容器规模
• 将容器组织成组，并且提供容器间的负载均衡
• 很容易地升级应用程序容器的新版本
• 提供容器弹性，如果容器失效就替换它，等等…

集群是一组节点，这些节点可以是物理服务器或者虚拟机，之上安装了kubernetes 平台。 下图展示这样的集群。注意该图为了强调核心概念有所简化。

上图可以看到如下组件，使用特别的图标表示Service和Label：

• PodContainer（容器）
• Label([外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传（标签）
• Replication Controller（复制控制器）
• Service（[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传（服务）
• Node（节点）
• Kubernetes Master（Kubernetes主节点）

pod 安排在节点上，包含一组容器和卷。同一个pod里的容器共享同一个网络命名空间，可以使用localhost互相通信。pod是短暂的。不是持续性实体。你可能会有这些问题：

• 如果pod是暂时的，那么如何才能持久化容器数据使其能够跨重启而存在？kubernetes支持卷的概念，因此可以使用持久化的卷类型
• 是否手动创建pod，如果创建一个容器的多份拷贝，需要一个个分表创建出来吗？ 我们可以手动创建单个pod，也可以使用Replication Controller使用Pod模板创建出多份拷贝。
• pod是短暂的，那么重启时ip地址也会发生变化，那么如何才能从前端容器正确可靠地指向后台容器呢？ 答案就是可以使用 service

正如下图所示，一些pod有Label。一个Label是attach 到 Pod的一对键/值对， 用来 传递用户定义的属性。比如，你可能创建了一个"tier"和“app”标签，通过Label（tier=frontend, app=myapp）来标记前端Pod容器，使用Label（tier=backend, app=myapp）标记后台Pod。然后可以使用 Selectors (opens new window)选择带有特定Label的Pod，并且将Service或者Replication Controller应用到上面。

否手动创建Pod，如果想要创建同一个容器的多份拷贝，需要一个个分别创建出来么，能否将Pods划到逻辑组里？

Replication Controller确保任意时间都有指定数量的Pod“副本”在运行。如果为某个Pod创建了Replication Controller并且指定3个副本，它会创建3个Pod，并且持续监控它们。如果某个Pod不响应，那么Replication Controller会替换它，保持总数为3.如下面的动画所示：

如果之前不响应的Pod恢复了，现在就有4个Pod了，那么Replication Controller会将其中一个终止保持总数为3。如果在运行中将副本总数改为5，Replication Controller会立刻启动2个新Pod，保证总数为5。还可以按照这样的方式缩小Pod，这个特性在执行滚动 升级 (opens new window)时很有用。

当创建Replication Controller时，需要指定两个东西：

1. Pod模板：用来创建Pod副本的模板
2. Label：Replication Controller需要监控的Pod的标签。现在已经创建了Pod的一些副本，那么在这些副本上如何均衡负载呢？我们需要的是Service。

假设现在有2个后端pod，并且定义后端service的名称为‘backend-service’，label选择器为(tier=backend, app=myapp) 的Service会完成如下两件重要的事情：

• 会为Service创建一个本地集群的DNS入口，因此前端Pod只需要DNS查找主机名为 ‘backend-service’，就能够解析出前端应用程序可用的IP地址。
• 现在前端已经得到了后端服务的IP地址，但是它应该访问2个后台Pod的哪一个呢？Service在这2个后台Pod之间提供透明的负载均衡，会将请求分发给其中的任意一个（如下面的动画所示）。通过每个Node上运行的代理（kube-proxy）完成。

每个节点都运行如下Kubernetes关键组件：

• Kubelet：是主节点代理。
• Kube-proxy：Service使用其将链接路由到Pod，如上文所述。
• Docker或Rocket：Kubernetes使用的容器技术来创建容器。

集群拥有一个Kubernetes Master（紫色方框）。Kubernetes Master提供集群的独特视角，并且拥有一系列组件，比如Kubernetes API Server。API Server提供可以用来和集群交互的REST端点。master节点包括用来创建和复制Pod的Replication Controller。