一.学习前置知识
1.linux基本知识点
2.docker 基础知识 参考：https://www.jianshu.com/c/fb233d56612f
二.k8s概念和架构知识
0.应用部署方式演变
在部署应用程序的方式上，主要经历了三个时代：
应用部署方式演变
1)传统部署：互联网早期，会直接将应用程序部署在物理机上
优点：简单，不需要其它技术的参与
缺点：不能为应用程序定义资源使用边界，很难合理地分配计算资源，而且程序之间容易产生影响
2)虚拟化部署：可以在一台物理机上运行多个虚拟机，每个虚拟机都是独立的一个环境
(工作中没有遇到这样部署应用的-----只在本地遇到过使用vargant本地部署服务测试使用)
优点：程序环境不会相互产生影响，提供了一定程度的安全性
缺点：增加了操作系统，浪费了部分资源
3)容器化部署：与虚拟化类似，但是共享了操作系统
优点：
a.可以保证每个容器拥有自己的文件系统、CPU、内存、进程空间等
b.运行应用程序所需要的资源都被容器包装，并和底层基础架构解耦
c.容器化的应用程序可以跨云服务商、跨Linux操作系统发行版进行部署
可能遇到的问题：
a.一个容器故障停机了，怎么样让另外一个容器立刻启动去替补停机的容器
b.当并发访问量变大的时候，怎么样做到横向扩展容器数量
c.当并发访问量下降了，怎么样回收容器的数量
其实这些容器管理的问题统称为容器编排问题，为了解决这些容器编排问题，就产生了一些容器编排的软件：
Swarm、compose：Docker自己的容器编排工具
（具体参考：https://www.jianshu.com/c/fb233d56612f 中关于swarm和compose相关知识）
Mesos：Apache的一个资源统一管控的工具，需要和Marathon结合使用
Kubernetes：Google开源的的容器编排工具
1.k8s简单概述
kubernetes，是一个全新的基于容器技术的分布式架构领先方案，是谷歌严格保密十几年的秘密武器----Borg系统的一个开源版本，于2014年9月发布第一个版本，2015年7月发布第一个正式版本
使用k8s进行容器化应用部署，及使用k8s的目标是使容器化应用部署及扩容更加简洁和高效
2.k8s的功能及特性
1）自动装箱：基于容器对应用运行环境的资源配置要求自动部署应用容器
2）自我修复：一旦某一个容器崩溃，能够在短时间内迅速启动新的容器，回复业务！当容器未通过监控检查时，会关闭容器直到容器正常运行，才对外提供服务
自动修复
3）水平扩展：可以根据需要，自动对集群中正在运行的容器数量进行调整
水平扩展
4）服务发现：服务可以通过自动发现的形式找到它所依赖的服务
5）滚动更新与回退：可以根据应用的变化，对应用容器运行的应用，进行一次性或批量的更新和回退
6）负载均衡：如果一个服务起动了多个容器，能够自动实现请求的负载均衡
7）存储编排：可以根据容器自身的需求自动创建存储卷，可以访问外部存储
8）批量部署：可以使用计划任务和批量操作
2.k8s架构组件
完整架构图
请求架构图
一个kubernetes集群主要是由控制节点(master)、工作节点(node)构成，每个节点上都会安装不同的组件。
1）master：集群的控制平面，负责集群的决策 ( 管理 )
ApiServer : 资源操作的唯一入口，接收用户输入的命令，提供认证、授权、API注册和发现等机制
Scheduler : 负责集群资源调度，按照预定的调度策略将Pod调度到相应的node节点上。（算哪个节点资源用的少，部署上去）
ControllerManager : 负责维护集群的状态，比如程序部署安排、故障检测、自动扩展、滚动更新等（部署和维护的）
Etcd ：负责存储集群中各种资源对象的信息
master结构图
2）node：集群的数据平面，负责为容器提供运行环境 ( 干活 )
Kubelet : 【master派到node节点的代表】负责维护容器的生命周期，即通过控制docker，来创建、更新、销毁容器
KubeProxy : 【提供网络代理】负责提供集群内部的服务发现和负载均衡
Docker : 负责节点上容器的各种操作
node结构图
3）容器运行环境【Container Runtime】
容器运行环境是负责运行容器的软件
Kubernetes支持多个容器运行环境：Docker、containerd、cri-o、rktlet以及任何实现Kubernetes CRI (容器运行环境接口) 的软件。
4）fluentd：是一个守护进程，它有助于提升集群层面日志
3.k8s核心概念
1）pod：
k8s中最小的部署单元，容器都是运行在pod中的，一个pod中可以有1个或者多个容器，一个pod的容器时共享网络的，生命周期时短暂的
2）controller【创建pod】：
确保预期的pod副本的数量，无状态应用部署，有状态应用部署（有特定的存储及访问地址），确保所有的node运行同一个pod，一次性任务和定时任务
3）service：定义一组pod的访问规则，支持多种方式【ClusterIP、NodePort、LoadBalancer】
4）Label：标签，用于对pod进行分类，同一类pod会拥有相同的标签
5）NameSpace：命名空间，用来隔离pod的运行环境（同个命名空间里的pod可以相互访问）
6）Volume：声明在Pod容器中可访问的文件目录，可以被挂载到Pod中一个或多个容器指定路径下
支持多种后端存储抽象【本地存储、分布式存储、云存储】
7）Deployment：定义一组Pod副本数目，版本等
通过控制器【Controller】维持Pod数目【自动回复失败的Pod】
通过控制器以指定的策略控制版本【滚动升级、回滚等】
8）api：Kubernetes的API来操作整个集群
同时可以通过 kubectl 、ui、curl 最终发送 http + json/yaml 方式的请求给API Server，然后控制整个K8S集群，K8S中所有的资源对象都可以采用 yaml 或 json 格式的文件定义或描述
4.k8容器部署流程
1）通过Kubectl提交一个创建RC（Replication Controller）的请求，该请求通过APlserver写入etcd
2）此时Controller Manager通过API Server的监听资源变化的接口监听到此RC事件，分析之后，发现当前集群中还没有它所对应的Pod实例
3）于是根据RC里的Pod模板定义一个生成Pod对象，通过APIServer写入etcd
4）此事件被Scheduler发现，它立即执行执行一个复杂的调度流程，为这个新的Pod选定一个落户的Node，然后通过API Server讲这一结果写入etcd中
5）目标Node上运行的Kubelet进程通过APiserver监测到这个"新生的Pod.并按照它的定义，启动该Pod并任劳任怨地负责它的下半生，直到Pod的生命结束
6）通过Kubectl提交一个新的映射到该Pod的Service的创建请求
7）ControllerManager通过Label标签查询到关联的Pod实例，然后生成Service的Endpoints信息，并通过APIServer写入到etod中
8）所有Node上运行的Proxy进程通过APIServer查询并监听Service对象与其对应的Endponts信息，建立一个软件方式的负载均衡器来实现Service访问到后端Pod的流量转发功能
5.部署应用流程介绍
以部署一个nginx服务来说明kubernetes系统各个组件调用关系：
首先要明确，一旦kubernetes环境启动之后，master和node都会将自身的信息存储到etcd数据库中
1）一个nginx服务的安装请求会首先被发送到master节点的apiServer组件
2）apiServer组件会调用scheduler组件来决定到底应该把这个服务安装到哪个node节点上
在此时，它会从etcd中读取各个node节点的信息，然后按照一定的算法进行选择，并将结果告知apiServer
3）apiServer调用controller-manager去调度Node节点安装nginx服务
4）kubelet接收到指令后，会通知docker，然后由docker来启动一个nginx的pod
pod是kubernetes的最小操作单元，容器必须跑在pod中
5）nginx服务就运行了，如果需要访问nginx，就需要通过kube-proxy来对pod产生访问的代理
这样，外界用户就可以访问集群中的nginx服务了
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