一、kubernetes系统架构:
二、kubernetest-master
Master作为控制节点，调度管理整个系统，包含以下组件：
1.Api Server:为集群的核心组件，主要负责集群各功能模块之间的通信，集群内的功能模块通过Api server将信息存入到分布式文件系统etcd中与其他节点进行信息交互。
2.Scheduler:负责集群的资源调度,跟踪集群中所有Node的资源利用情况,对新创建的pod，采取合适的调度策略，进行均衡的调度到合适的节点上。
3.Controller Manager:主要负责集群的故障检测和恢复的自动化，它内部的组件如下:
a.endpointController:定期关联service和pod，关联信息由endpoint负责创建和更新。
b.ReplicationController:完成pod的复制或移除，以确保ReplicationController定义的复本数量与实际运行pod的数量一致性
三、kubernetes-node
Node：是集群中的工作主机，Node可以是物理主机，也可以是虚拟机，包含以下组件:
1.kubelet:运行在每个Node节点上,kubelet会通过api service 注册节点自身信息，用于master发现节点,它会定期从etcd获取分配到本机的pod，并根据pod信息启动或停止相应的容器，并定期向master节点汇报节点资源的使用情况,内部集成cadvise来监控容器和节点资源。
2.Kube Proxy:负责为pod提供代理。它会定期从etcd获取所有的service，并根据service信息创建代理。当某个客户pod要访问其他pod时，访问请求会经过本机proxy做转发。
四、基本组件
deploy控制RS，RS控制Pod，这一整套，向外提供稳定可靠的Service。
1、Pod:
Pod是一个逻辑概念，它是Kubernetes资源调度的单元，一般会把一组功能强相关的容器逻辑上称之为一个pod,Pod就是所说的实例。作为一个逻辑概念，pod本身没有资源，pod中的容器具有资源,创建pod，可以通过定义pod模块。
Pod是一组紧密关联的容器集合，它们共享PID、IPC、Network和UTS namespace，是Kubernetes调度的基本单位。Pod的设计理念是支持多个容器在一个Pod中共享网络和文件系统，可以通过进程间通信和文件共享这种简单高效的方式组合完成服务.
缺点: 不支持高并发, 高可用, 当Pod当机后无法自动恢复。
{
"kind": "Pod",（资源类型）
"apiVersion": "v1", （资源版本）
"metadata": {
"name": "app-tomcat", （名字，唯一）
"namespace": "default", (命名空间默认default)
"labels": {
"name": "app-tomcat" （label做为标识，可以跟RC，Service关联对应）
}
},
"spec": {
"containers": [
{
"name": "app-tomcat", (自定义镜像名称)
"image": "tomcat", (要拉取的镜像)
"command": [ (运行容器时，要运行的命令)
"/bin/bash",
"/opt/apache-tomcat-7.0.57/bin/catalina.sh",
"run"
],
"env": [ （环境变量K,V）
{
"name": "url_addr",
"value": "http://192.168.54.66:8080/paas/jsp/index.jsp"
}
],
"resources": { （对容器资源限制）
"limits": {
"cpu": "1",
"memory": "1073741824"
},
"requests": {
"cpu": "100m",
"memory": "104857600"
}
},
"imagePullPolicy": "Always" (获取镜像策略Always,Never,IfNotPresent)
}
],
"restartPolicy": "Always", (pod重启策略,Always,OnFailure,Never)
"dnsPolicy": "ClusterFirst",
"nodeSelector": { (选择将该pod调度到包含这些label的Node上)
"group": "node1"
}
}
}Pod的状态
Pending
容器尚未启动成功，它包括从pod被创建到调度、然后到拉镜像开始部署这个过程
Running
容器启动成功
Succeeded
容器退出，返回码是0，并且容器不会再被重新启动
Failed
容器异常退出
Unknown
状态未知，获取不到容器的状态，当出现异常时会有这种状态，例如pod所在的机器故障，或者pod所在的机器上Kubernetes的组件异常。
创建Pod
# vi pod.yaml
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: demo
spec:
containers:
- image: httpd
name: httpd
imagePullPolicy: Always# kubectl create -f pod.yaml
查看Pod
# kubectl get pods
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
demo 1/1 Running 0 8d# kubectl describe pods
删除Pod
# kubectl delete pod demo
2、ReplicationController
ReplicationController（简称rc）是pod的复制抽象，用于解决pod的扩容缩容问题。通常，分布式应用为了性能或高可用性的考虑，需要复制多份资源，并且根据负载情况动态伸缩。通过replicationController，我们可以指定一个应用需要几份复制，Kubernetes将为每份复制创建一个pod，并且保证实际运行pod数量总是与该复制数量相等(例如，当前某个pod宕机时，自动创建新的pod来替换)。
RC中selector设置一个label，去关联pod的label，selector的label与pod的label相同，那么该pod就是该rc的一个实例；RC中Replicas设置副本数大小，系统根据该值维护pod的副本数。
Replicaset在继承Pod的所有特性的同时, 它可以利用预先创建好的模板定义副本数量并自动控制, 通过改变Pod副本数量实现Pod的扩容和缩容
缺点: 无法修改template模板, 也就无法发布新的镜像版本
RC模块（内置pod模块）：
{
"kind": "ReplicationController",
"apiVersion": "v1",
"metadata": {
"name": "app-tomcat",
"namespace": "default",
"labels": {
"name": "app-tomcat"
}
},
"spec": {
"replicas": 2（副本数）,
"selector": {
"name": "app-tomcat（选择的pod的label）"
},
"template": {
"metadata": {
"labels": {
"name": "app-tomcat（pod的label）"
}
},
"spec": {
"containers": [
{
"name": "kaifa2-group-tomcat",
"image": "192.168.54.64:5000/tomcat-248:V1.0",
"command": [
"/bin/bash",
"/opt/apache-tomcat-7.0.57/bin/catalina.sh",
"run"
],
"env": [
{
"name": "url_addr",
"value": "http://192.168.54.64:8080/paas/jsp/index.jsp"
}
],
"resources": {
"limits": {
"cpu": "1",
"memory": "1073741824"
},
"requests": {
"cpu": "100m",
"memory": "104857600"
}
},
"imagePullPolicy": "Always"
}
],
"restartPolicy": "Always",
"nodeSelector": {
"group": "node1"
}
}
}
}
}创建Replicaset
# vi replicaset.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: ReplicaSet
metadata:
name: demo-rc
labels:
app: demo-rc
spec:
replicas: 2
selector:
matchLabels:
app: demo-rc
template:
metadata:
labels:
app: demo-rc
spec:
containers:
- name: httpd
image: httpd
imagePullPolicy: Always# kubectl create -f replicaset.yaml
查看replicaset
# kubectl get replicaset
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
demo-rc 1/1 Running 0 8d# kubectl describe replicaset
删除replicaset
# kubectl delete replicaset demo-rc
3、Service
service是pod的路由代理抽象，用于解决pod之间的服务发现问题，即上下游pod之间使用的问题。传统部署方式中，实例所在的主机ip（或者dns名字）一般是不会改变的，但是pod的运行状态可动态变化(比如容器重启、切换机器了、缩容过程中被终止了等)，所以访问端不能以写死IP的方式去访问该pod提供的服务。service的引入旨在保证pod的动态变化对访问端透明，访问端只需要知道service的地址，由service来提供代理。
Service的模板：
{
"kind": "Service",
"apiVersion": "v1",
"metadata": {
"name": "tomcat-yefp",
"namespace": "default",
"labels": {
"name": "tomcat-yefp"
}
},
"spec": {
"ports": [
{
"protocol": "TCP",
"port": 8080（访问端口）,
"targetPort": 8080
}
],
"selector": {
"name": "app-tomcat（选择的pod的label）"
},
"type": "ClusterIP",
"sessionAffinity": "None"
}
}EndPoint
Endpoint是可被访问的服务端点，即一个状态为running的pod，它是service访问的落点，只有service关联的pod才可能成为endpoint。
Endpoint、service和pod的关系：
更改NodePort限制
Kubernetes默认对外的NodePort限制范围为30000-32767, 这里如果要使用一些常用的端口(80, 8080, 443)需将这个范围放大.
# vi /etc/kubernetes/manifests/kube-apiserver.yaml
在--service-cluster-ip-range与insecure-port间添加如下node port配置
- --service-cluster-ip-range=10.96.0.0/12
- --service-node-port-range=0-32767
- --insecure-port=0
重启服务
# systemctl restart kubelet
创建Service
# vi svc.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: demo
spec:
type: NodePort
ports:
- port: 80
nodePort: 80
selector:
app: httpd-demo
# kubectl create -f svc.yaml
Tip: 如果要对某一Pod或deployment添加对外访问端口, 这里service添加的selector的键值需与之相对应.
查看开放端口
# kubectl get svc demo
NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE
demo NodePort 10.100.96.157 <none> 80:80/TCP 1h
# kubectl describe service demo
Name: demo
Namespace: default
Labels: <none>
Annotations: <none>
Selector: app=httpd-demo
Type: NodePort
IP: 10.100.96.157
Port: <unset> 80/TCP
TargetPort: 80/TCP
NodePort: <unset> 80/TCP
Endpoints: 10.244.0.36:80,10.244.0.37:80
Session Affinity: None
External Traffic Policy: Cluster
Events: <none>
4、Deployment
Deployment在继承Pod和Replicaset的所有特性的同时, 它可以实现对template模板进行实时滚动更新并具备我们线上的Application life circle的特性.
创建Deployment
# vi deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: httpd-deployment
labels:
app: httpd-deployment
spec:
replicas: 2
selector:
matchLabels:
app: httpd-demo
template:
metadata:
labels:
app: httpd-demo
spec:
containers:
- name: httpd
image: httpd
imagePullPolicy: Always
ports:
- containerPort: 80
env:
- name: VERSION
value: "v1"# kubectl create -f deployment.yaml
查看Deployment
# kubectl get deployment
NAME DESIRED CURRENT UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
httpd-deployment 2 2 2 2 8d
# kubectl get pods -o wide
NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE
httpd-deployment-956697567-8mqch 1/1 Running 0 8d 10.244.0.36 kube-master
httpd-deployment-956697567-wcbs6 1/1 Running 0 8d 10.244.0.37 kube-master
# kubectl describe deployment
更新deployment
通过此命令可以呼出vi编辑器对模板进行编辑.
# kubectl edit -f deployment.yaml
通过此命令使当前编辑结果生效.
# kubectl apply -f deployment.yaml
再次查看可以看到老版本的deployment已经下架, 新版本的已经生效.
# kubectl get deployment
NAME DESIRED CURRENT READY AGE
httpd-deployment-6b98d94474 0 0 0 1m
httpd-deployment-956697567 2 2 2 7m
扩容与缩容
可以修改replicas的赋值对deployment进行扩容与缩容
# kubectl scale deployment/httpd-deployment --replicas=1
删除deployment
# kubectl delete deployment httpd-deployment
5、Lable
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选择带有特定Label的Pod，让具体某一个Pod或者Deployment去使用某一个Service实现特定的网络配置.
参考文章
https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/pods/pod/
https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/controllers/replicationcontroller/
https://kubernetes.io/docs/concepts/workloads/controllers/deployment/
https://kubernetes.io/docs/concepts/services-networking/service/