十分钟了解kubernetes
的核心概念
下文将简单介绍kubernetes
的核心概念。因为这些定义可以kubernetes
的官档中找到,中文文档地址,所以下文中也会避免用大段枯燥的文字介绍。相反,我们会使用一些图表和示例来解释这些概念,借助它们我们可以全面理解晦涩难懂的一些概念。
1、什么是kubernetes
kubernetes
(k8s)是自动化容器操作的开源平台,这些操作包括布署,调度和节点集群间扩展。如果你曾经用docker容器技术布署容器,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rocker(另一种容器技术)。
使用kubernetes拥有下面的特点:
- 自动化容器的布署和复制。
- 随时扩展与收缩容器规模。
- 将容器组织成组,并提供容器间的负载均衡。
- 较容易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。
实际上,kubernetes只需一个部署文件,使用一条命里就可以布署多层容器(前后端)的完整集群。
$ kubectl create -f single-config-file.yaml
2、集群
集群是一组节段,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,注意概图为了强调核心概念有所简化。
k8s集群示意上图可以看到如下组件,使用特别的图标表示Service和Label:
- Pod Pod
- Container(容器)
- Label(标签)
- Replication Controller(复制控制器)
- Service(服务)
- Node(节点)
- Kubernetes Master(kubernetes主节点)
2.1 Pod
Pod(上图绿色框)安排在节点上,包括一组容器和卷。同一个Pod里面的容器共享一个命名网络空间,可以使用localhost互相通信。Pod是短暂的,不是持续性实体。你可以有下面的问题:
- 如果Pod是短暂的,那么我怎么才能持久化容器数据使其能够重启后存在呢?是的,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?可以手动创建单个Pod,也可以使用Replication Controller使用Pod模版创建出来多份拷贝。
- 如果Pod是短暂的,那么重启时IP地址可能会改变,那么怎么才能从前端容器正确可靠地指向后台容器呢?这时可以用Service。
2.2 Label
如上图所示,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)标记后台容器,然后可以使用Seletors选择带有特定标签Label的Pod,并且将Service或Replication Controller应用到上面。
2.3 Replication Controller
是否手动创建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划分到逻辑组里面去。
Replication Controller确保任意时间都有着指定数量的Pod副本在运行。如果为某个Pod创建了Replication Controller并制定3个副本,它会创建3个副本,并且持续监控它们。如果某个Pod不响应,那么Replication Controller会替换它,
Replication Controller监控Pod如果之前不响应的Pod恢复了,现在就有了4个Pod,那么Replication Controller就会将其中一个终止并保持总数为3。如果在运行中将副本总数改为5,Replication Controller就会立即启动2个新的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时比较有用。
当创建Replication Controller时,需要执行两个东西:
- Pod模版:用来创建Pod副本的模版。
- Label:Replication Controller需要监控的Pod的标签。
现在已经创建了Pod的副本,那么在这些副本上如何进行均衡负载?我们需要的是Service。
2.4 Service
如果Pods是短暂的。那么重启时IP地址可能会发生变化,怎么才能从前端容器正确可靠的指向后端容器呢?
Service是定义一些列Pod以及访问这些Pod的策略的一层抽象。Service通过Label找到Pod组。因为Service是抽象的,所以在图表中通常看不到它们的存在,这也就让这一概念更难理解。
现在,假定有两个后台Pod,并定义后台Service的名称为‘backend-service’,label选择器为(tier=backend, app=myapp)。backend-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可用的IP地址。
- 现在前端已经得到了后台服务的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之间提供了透明的负载均衡,会将请求分发给其中任意一个(如下面的动画所示)。通过每个Node上运行的代理(kube-proxy)完成。
下图动画展示了Service的功能。注意该图做了很多简化。如果不进入网络配置,那么达到透明的负载均衡目标所涉及的底层网络和路由相对先进。
service - pod组抽象.gif有一个特别类型的Kubernetes Service,称为‘LoadBlancer’,作为外部负载均衡器使用,在一定数量的Pod之间负暂均衡。
2.5 Node
节点(上橘色方框)是物理机或虚拟机,作为kubernetes worker,通常称为Minion。每个节点都运行如下Kubernetes关键组件:
- Kubelet:直接点代理。
- Kube-proxy:Service使用其将链接路由到Pod,如上所述。
- Docker或Rocker:Kuberbetes使用的容器技术来创建容器。
2.6 Kubernetes Master
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,如Kubernetes API Service。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。
3、感谢
再下面会继续理解属于和概念,最后尝试使用。
网友评论