kubernetes

kubernetes，簡稱K8s，是用8代替8個字元“ubernete”而成的縮寫。是一個開源的，用於管理雲平台中多個主機上的容器化的套用，Kubernetes的目標是讓部署容器化的套用簡單並且高效（powerful）,Kubernetes提供了套用部署，規劃，更新，維護的一種機制。

傳統的套用部署方式是通過外掛程式或腳本來安裝套用。這樣做的缺點是套用的運行、配置、管理、所有生存周期將與當前作業系統綁定，這樣做並不利於套用的升級更新/回滾等操作，當然也可以通過創建虛擬機的方式來實現某些功能，但是虛擬機非常重，並不利於可移植性。

新的方式是通過部署容器方式實現，每個容器之間互相隔離，每個容器有自己的檔案系統 ，容器之間進程不會相互影響，能區分計算資源。相對於虛擬機，容器能快速部署，由於容器與底層設施、機器檔案系統解耦的，所以它能在不同雲、不同版本作業系統間進行遷移。

容器占用資源少、部署快，每個套用可以被打包成一個容器鏡像，每個套用與容器間成一對一關係也使容器有更大優勢，使用容器可以在build或release 的階段，為套用創建容器鏡像，因為每個套用不需要與其餘的套用堆疊組合，也不依賴於生產環境基礎結構，這使得從研發到測試、生產能提供一致環境。類似地，容器比虛擬機輕量、更“透明”，這更便於監控和管理。

Kubernetes概述

Kubernetes是Google開源的一個容器編排引擎，它支持自動化部署、大規模可伸縮、套用容器化管理。在生產環境中部署一個應用程式時，通常要部署該套用的多個實例以便對套用請求進行負載均衡。

在Kubernetes中，我們可以創建多個容器，每個容器裡面運行一個套用實例，然後通過內置的負載均衡策略，實現對這一組套用實例的管理、發現、訪問，而這些細節都不需要運維人員去進行複雜的手工配置和處理。

Kubernetes 特點

• 可移植: 支持公有雲，私有雲，混合雲，多重雲（multi-cloud）
• 可擴展: 模組化，外掛程式化，可掛載，可組合
• 自動化: 自動部署，自動重啟，自動複製，自動伸縮/擴展

Kubernetes 組件

• 1Master 組件
• 1.1kube-apiserver
• 1.2ETCD
• 1.3kube-controller-manager
• 1.4cloud-controller-manager
• 1.5kube-scheduler
• 1.6外掛程式 addons
• 1.6.1DNS
• 1.6.2用戶界面
• 1.6.3容器資源監測
• 1.6.4Cluster-level Logging

2節點（Node）組件

• 2.1kubelet
• 2.2kube-proxy
• 2.3docker
• 2.4RKT
• 2.5supervisord
• 2.6fluentd

本文介紹了Kubernetes集群所需的各種二進制組件。

Master 組件

Master組件提供集群的管理控制中心。

Master組件可以在集群中任何節點上運行。但是為了簡單起見，通常在一台VM/機器上啟動所有Master組件，並且不會在此VM/機器上運行用戶容器。請參考構建高可用群集以來構建multi-master-VM。

kube-apiserver

kube-apiserver用於暴露Kubernetes API。任何的資源請求/調用操作都是通過kube-apiserver提供的接口進行。請參閱構建高可用群集。

ETCD

etcd是Kubernetes提供默認的存儲系統，保存所有集群數據，使用時需要為etcd數據提供備份計畫。

kube-controller-manager

kube-controller-manager運行管理控制器，它們是集群中處理常規任務的後台執行緒。邏輯上，每個控制器是一個單獨的進程，但為了降低複雜性，它們都被編譯成單個二進制檔案，並在單個進程中運行。

這些控制器包括：

• 節點（Node）控制器。
• 副本（Replication）控制器：負責維護系統中每個副本中的pod。
• 端點（Endpoints）控制器：填充Endpoints對象（即連線Services&Pods）。
• Service Account和Token控制器：為新的Namespace創建默認帳戶訪問API Token。

cloud-controller-manager

雲控制器管理器負責與底層雲提供商的平台互動。雲控制器管理器是Kubernetes版本1.6中引入的，目前還是Alpha的功能。

雲控制器管理器僅運行雲提供商特定的（controller loops）控制器循環。可以通過將--cloud-providerflag設定為external啟動kube-controller-manager ，來禁用控制器循環。

cloud-controller-manager 具體功能：

• 節點（Node）控制器
• 路由（Route）控制器
• Service控制器
• 卷（Volume）控制器

kube-scheduler

kube-scheduler監視新創建沒有分配到Node的Pod，為Pod選擇一個Node。

外掛程式 addons

外掛程式（addon）是實現集群pod和Services功能的。Pod由Deployments，ReplicationController等進行管理。Namespace 外掛程式對象是在kube-system Namespace中創建。

DNS

雖然不嚴格要求使用外掛程式，但Kubernetes集群都應該具有集群 DNS。

群集 DNS是一個DNS伺服器，能夠為 Kubernetes services提供 DNS記錄。

由Kubernetes啟動的容器自動將這個DNS伺服器包含在他們的DNS searches中。

用戶界面

kube-ui提供集群狀態基礎信息查看。

容器資源監測

容器資源監控提供一個UI瀏覽監控數據。

Cluster-level Logging

Cluster-level logging，負責保存容器日誌，搜尋/查看日誌。

節點（Node）組件

節點組件運行在Node，提供Kubernetes運行時環境，以及維護Pod。

kubelet

kubelet是主要的節點代理，它會監視已分配給節點的pod，具體功能：

• 安裝Pod所需的volume。
• 下載Pod的Secrets。
• Pod中運行的 docker（或experimentally，rkt）容器。
• 定期執行容器健康檢查。
• Reports the status of the pod back to the rest of the system, by creating amirror podif necessary.
• Reports the status of the node back to the rest of the system.

kube-proxy

kube-proxy通過在主機上維護網路規則並執行連線轉發來實現Kubernetes服務抽象。

docker

docker用於運行容器。

RKT

rkt運行容器，作為docker工具的替代方案。

supervisord

supervisord是一個輕量級的監控系統，用於保障kubelet和docker運行。

fluentd

fluentd是一個守護進程，可提供cluster-level logging.。