Kubernetes1-K8s brief introduction
I. Introduction
1. What is Kubernetes
Acronym K8S, instead of eight characters "ubernerte" sketches made with 8, K8s container arrangement is an open source platform, which is a cross-host cluster management platform open container, the container platform for managing cloud on multiple hosts the operation of the application, it can automate application deployment vessel, expansion, of, k8s goal is to make application deployment container of simple and efficient, to build an ecosystem of software and tools to lighten the public or private cloud running application of the burden,; K8s provides application deployment, planning, updating, a mechanism for maintenance.
K8s project initiated by Google Inc. in 2014, Kubernetes built on the basis of google company for more than ten years of experience Ayun Wei, all Google applications running on the container, and then combined with the community in the best ideas and practices, perhaps it is now the most popular container platform.
2, K8s can quickly and efficiently respond to customer needs:
Rapid, predictable deployment of your application
It has the ability to even extend the application of
Without prejudice to existing services, seamlessly release new features
Optimize hardware resources, reduce costs
3, K8s has the following characteristics:
Convenience: Whether public cloud, private cloud, or hybrid cloud architectures are fully supported cloudy
Scalability: it is modular, removable, can be mounted, may be combined to support various forms of expansion
Self-healing: it can apply self-holding state, from the restart, self-replicating, self-scaling, provides a powerful self-healing capabilities through declarative syntax
4, three era explanation, K8s Why so useful
传统部署时代：早期，组织都是再物理服务器上运行应用程序，无法位物理服务器中的应用定义资源边界，着会导致资源分配问题。比如，如果再物理服务器上运行多个应用程序，可能会出现一个应用占用大部分资源，其他应用程序的性能就将下降，解决方案往往是在不同服务器上运行每个应用程序，但这并没有随着资源利用不足而扩展资源，并且维护诸多物理服务器成本也很高。
虚拟化部署时代：为了解决上面提到的资源分配问题，引入了虚拟化，它允许在单个物理服务器的CPU上允许多个虚拟机（VM）。虚拟化允许应用程序在VM之间隔离，并提供安全级别，因为一个应用程序的信息不能被另一个应用程序自由访问。
虚拟化可以更好的利用物理服务器中资源，并可以实现更好的可伸缩性，因为可以轻松地添加或更新应用程序，降低硬件成本等等。借助虚拟化，您可以将一组物理资源呈现位一组一次性虚拟机。
每个VM是一台完整的计算机，在虚拟化硬件上运行所有组件，包括其自己的操作系统
容器部署时代：容器类似VM，但是他们具有轻松的隔离属性，可以在应用程序之间共享操作系统。因此，容器被认为是轻量的，与VM相似，容器具有自己的文件系统，CPU，内存，进程空间等。由于他们与基础架构分离，因此可以跨云和OS分发进行移植
5、补充使用容器的好处
敏捷的应用程序创建和部署：与使用VM镜像相比，容器镜像创建的简便性和效率更高。
持续的开发，集成和部署：通过快速简单的回滚（镜像不可更改），提供可靠且频繁的容器镜像构建和部署。
开发和运营的关注点分离：在构建/发布时，而不时在部署时创建应用程序容器镜像，从而将应用程序与基础架构分离。
可观察性不仅可以显示操作系统级别的信息和指标，还可以显示应用程序的运行状况和其他信号。
跨开发，测试和生成环境一致性：在便捷式计算机上与在云中相同的运行。
云和操作系统分发的可移植性：可在Ubuntu，RHEL，coreOS，本地，google kubernetes engine和其他任何地方运行。
松散耦合，分布式，弹性，解放的微服务：应用程序被分解成较小的独立部分，并且可以动态部署和管理，而不时在一台大型单机上运行的整体堆栈。
资源隔离：可预测的应用程序性能。
资源利用：高效率和高密度。
6、K8s提供了哪些功能
服务发现和负载均衡
K8s可以使用DNS名称或使用其自己的IP地址公开容器。如果到容器的流量很高，K8s可以负载均衡分配流量，使部署稳定
存储编排
允许自动挂载选择的存储系统，例如本地存储，公有云提供商等。
自动部署和回滚
可以使用Kunbernetes描述已经部署容器的所需状态，并可以以控制速率将实际状态更改所需状态。比如可以自动化Kubernetes来位您的部署创建新容器，删除现有容器并将他们的所有资源用于新容器
自动包装
一个Kubernetes集群，可以用于容器化任务，可以指定每个容器需要多少CPU和内存，使其充分利用资源。
自检
Kubernetes可以重新启动失败的容器，替换容器，杀死对用户定义的运行状态检查没有响应的容器，并且在准备好服务之前不会将其通告给客户端
加密管理
Kubernetes允许存储和管理敏感信息，如密码，auth令牌和ssh密钥，可以部署和更新机密的应用程序配置，而无需重新构建容器镜像，也无需在堆栈配置中公开。
7、kubernetes不是什么
不是一个传统意义上包罗万象的Paas系统，它保留用户的自由选择，比如：
不限制支持的应用程序类型，不限制应用程序框架，不限制支持的语言（java/python/ruby）支持多种多样的工作负载，包括无状态，有状态和数据处理工作负载。
不提供内置服务的中间件（例如：消息中间件）、数据处理框架（例如：spark）、数据库（例如：mysql）和分布式存储（例如Ceph），这些应用可以允许在K8s上。
没有提供点击即部署的服务市场。
源代码到镜像都是开源的，它不部署源代码且不构建您的应用程序。持续集成，交付和部署（CI/CD）工作流取决各公司组织的文化和偏好。
允许用户选择其他的日志记录，监控和告警系统，（它也提供一些集成作为概念证明）。
不提供也不要求应用程序配置语言/系统，提供一个声明性API，可以通过任意形式的声明性规范。
不提供也不采用任何全面的机器配置，维护，管理或自动修复系统。
另外许多Paas系统运行在K8s上面，比如openshift，deis，eldarion，可以自定义自己的paas与自己选择的CI系统集成，或与K8s一起使用，将容器镜像部署到K8s上。
由于K8s在应用级别而不是仅仅在硬件级别运行，因此它提供Paas产品通用的一些功能，如：部署、扩展、负载均衡、日志记录、监控等。但是K8s不是单一的，默认是可选和可插拔的。
K8s也不仅仅是一个编排系统，它消除了编排的需要，编排代表工作流的执行为从A到B，然后到C，相反，K8s是包括一套独立、可组合的控制过程，通过声明式语法使其连续地朝向期望状态驱动当前状态，不需要告诉它具体的从A到C的过程，只需要告诉到C的状态即可，也不需要集中控制，这使得系统更易于使用，并且强大，更具有弹性和扩展性。
二、K8s架构
1、整体架构
三、常见组件
请见图示1：分别包含1、2、3、4
1、master：
Kubernetes管理节点
2、apiserver：
提供接口服务，用户通过apiserver来管理整个容器集群平台。API Server负责和Etcd交互（其他组件不会直接操作etcd，只有API Server这么做），整个Kubernetes集群的所有交互都是以API server为核心的。如：1、所有对集群进行的查询和管理都要通过API来进行；2、所有模块之间并不会互相调用，而是通过和API Server打交道来完成自己那部分的工作、API Server提供的验证和授权保证了整个集群的安全
3、scheduler Kubernetes 调度服务：
4、Replication Controllers 复制：
保证pod的高可用
Replication Controller是Kubernetes系统中最有用的功能，实现复制多个Pod副本，往往一个应用需要多个Pod来支撑，并且可以保证其复制的副本数，即使副本所调度分配的宿主机出现异常，通过Replication Controller 可以保证在其它宿主机启用同等数量的Pod。Replication Controller 可以通过repcon模板来创建多个Pod副本，同样也可以直接复制已存在Pod，需要通过Label selector来关联
请见图示2：包含5、6、7、8
5、minion：
真正运行容器container的物理机。Kubernets中需要很多minion集群，来提供运算
6、container：
容器，可以运行服务和程序
7、Pod：
Kubernetes系统中，调度的最小颗粒不是单纯的容器，而是抽象成一个Pod，Pod是一个可以被创建、销毁、调度、管理的最小部署单元。pod中可以包括一个或一组容器。
pod：豆荚的意思，如下图示理解pod及容器实例：
8、Kube_prox 代理：
做端口转发，相当于LVS-NAT模式中的复制调度器
Proxy解决了同一宿主机，相同服务端口冲突的问题，还提供了对外服务的能力，Proxy后端使用了随机、轮询负载均衡算法。
9、etcd：
存储Kubernetes的配置信息，可以理解为K8s数据库，存储这K8s容器平台所有节点、pods、网络等信息
10、services：
services是Kunbernetes最外围的单元，通过虚拟一个访问IP及服务端口，可以访问我们定义好的Pod资源。目前的版本是通过iptables的nat转发来实现，钻发的目标端口为Kube_proxy生成的随机端口。
11、Lables标签：
Lables是用于区分Pod、Service、Replication Controller的key/value键值对，仅使用在Pod、Service、Replication Controller之间的关系识别，但对这些单元本身进行操作时得使用name标签。
12、Deployment部署
Kubernetes Deployment用于更新Pod和Replica Set（下一代的Replication Controller）的方法，可以在Deployment对象中只描述你所期望的理想专题（预期运行状态），Deployment控制器会将现在的实际状态转换成期望的状态。例如，将所有的webapp：v1.0.9升级成webapp：v1.1.0，只需要创建Deployment，Kubernetes会按照Deployment自动进行升级，通过Deployment可以用来创建新的资源
Deployment可以帮我们实现无人值守的上学，大大降低我们上线的复杂和风险
13、Kubelet命令
Kubelet和Kube-proxy都运行在minion节点上
Kube-proxy实现Kubernetes网络相关内容
Kubelet命令管理pod、pod中容器机让其的镜像和卷等信息
14、总结：各组件之间的关系
1）、kubernetes由一个master和多个minion组成，master通过api提供服务接收kubectl的请求来调度管理集群，kubectl是k8s平台的一个管理命令
2）、Replication controller定义了多个pod或者容器需要运行，如果当前集群中运行的pod或容器达不到配置的数量，replication controller会调度容器在多个minion上运行，保证集群中的pod数量
3）、service则定义真实对外提供的服务，一个service会对应后端运行的多个container。
4）、Kubernetes是一个管理平台，minion上的kube-proxy拥有提供真实服务公网IP，客户端访问K8S中提供的服务，是直接访问到kube-proxy上的。
5）、在kubernetes中pod是一个基本单元，一个pod可以是提供相同功能的多个container，这些容器会被部署在同一个minion上，minion是运行Kubelet中容器的物理机，minion介绍master的指令创建pod或者容器。
随笔分类 - Kubernetes
转载请注明出处：https://www.cnblogs.com/zhangxingeng/p/11670786.html
部署：请见Kubernetes2-K8s的集群部署
kubectl:请见Kubernetes3-kubectl管理Kubernetes容器平台-1
kubectl:请见Kubernetes3-kubectl管理Kubernetes容器平台-2
Kubernetes Dashboard web界面：请见Kubernetes4-web管理界面
kubenetes 基于redis和docker的留言薄：请见Kubernetes5-集群上搭建基于redis和docker的留言薄
一、简介
1、什么是Kubernetes
简称K8s,用8代替8个字符“ubernerte”而成的速写，K8s是一个开源的容器编排平台，它是一个跨主机集群的开源容器调度平台，用于管理云平台中多个主机上的容器化的应用，它可以自动化应用容器的部署、扩展、的操作，k8s的目标是让部署容器化的应用简单并且高效，构建一个软件和工具的生态系统，以减轻企业在公有云或私有云运行应用程序的负担，；K8s提供了应用部署、规划，更新，维护的一种机制。
K8s项目由Google公司在2014年启动，Kubernetes建立在google公司超过十余年阿运维经验基础之上，Google所有的应用都运行在容器上，再与社区中最好的想法和实践相结合，也许它是现在最受欢迎的容器平台。
2、使用K8s可以快速高效响应客户的需求：
快速、可预测地部署您的应用程序
拥有即使扩展应用程序的能力
不影响现有业务的情况下，无缝地发布新功能
优化了硬件资源，降低成本
3、K8s具有如下特点：
便捷性：无论公有云、私有云、混合云还是多云架构都全面支持
可扩展性：它是模块化、可插拔、可挂载、可组合，支持各种形式的扩展
自修复：它可以自保持应用状态、可自重启、自复制、自缩放的，通过声明式语法提供了强大的自修复能力
4、三个时代说明，K8s为什么如此有用
传统部署时代：早期，组织都是再物理服务器上运行应用程序，无法位物理服务器中的应用定义资源边界，着会导致资源分配问题。比如，如果再物理服务器上运行多个应用程序，可能会出现一个应用占用大部分资源，其他应用程序的性能就将下降，解决方案往往是在不同服务器上运行每个应用程序，但这并没有随着资源利用不足而扩展资源，并且维护诸多物理服务器成本也很高。
虚拟化部署时代：为了解决上面提到的资源分配问题，引入了虚拟化，它允许在单个物理服务器的CPU上允许多个虚拟机（VM）。虚拟化允许应用程序在VM之间隔离，并提供安全级别，因为一个应用程序的信息不能被另一个应用程序自由访问。
虚拟化可以更好的利用物理服务器中资源，并可以实现更好的可伸缩性，因为可以轻松地添加或更新应用程序，降低硬件成本等等。借助虚拟化，您可以将一组物理资源呈现位一组一次性虚拟机。
每个VM是一台完整的计算机，在虚拟化硬件上运行所有组件，包括其自己的操作系统
容器部署时代：容器类似VM，但是他们具有轻松的隔离属性，可以在应用程序之间共享操作系统。因此，容器被认为是轻量的，与VM相似，容器具有自己的文件系统，CPU，内存，进程空间等。由于他们与基础架构分离，因此可以跨云和OS分发进行移植
5、补充使用容器的好处
敏捷的应用程序创建和部署：与使用VM镜像相比，容器镜像创建的简便性和效率更高。
持续的开发，集成和部署：通过快速简单的回滚（镜像不可更改），提供可靠且频繁的容器镜像构建和部署。
开发和运营的关注点分离：在构建/发布时，而不时在部署时创建应用程序容器镜像，从而将应用程序与基础架构分离。
可观察性不仅可以显示操作系统级别的信息和指标，还可以显示应用程序的运行状况和其他信号。
跨开发，测试和生成环境一致性：在便捷式计算机上与在云中相同的运行。
云和操作系统分发的可移植性：可在Ubuntu，RHEL，coreOS，本地，google kubernetes engine和其他任何地方运行。
松散耦合，分布式，弹性，解放的微服务：应用程序被分解成较小的独立部分，并且可以动态部署和管理，而不时在一台大型单机上运行的整体堆栈。
资源隔离：可预测的应用程序性能。
资源利用：高效率和高密度。
6、K8s提供了哪些功能
服务发现和负载均衡
K8s可以使用DNS名称或使用其自己的IP地址公开容器。如果到容器的流量很高，K8s可以负载均衡分配流量，使部署稳定
存储编排
允许自动挂载选择的存储系统，例如本地存储，公有云提供商等。
自动部署和回滚
可以使用Kunbernetes描述已经部署容器的所需状态，并可以以控制速率将实际状态更改所需状态。比如可以自动化Kubernetes来位您的部署创建新容器，删除现有容器并将他们的所有资源用于新容器
自动包装
一个Kubernetes集群，可以用于容器化任务，可以指定每个容器需要多少CPU和内存，使其充分利用资源。
自检
Kubernetes可以重新启动失败的容器，替换容器，杀死对用户定义的运行状态检查没有响应的容器，并且在准备好服务之前不会将其通告给客户端
加密管理
Kubernetes允许存储和管理敏感信息，如密码，auth令牌和ssh密钥，可以部署和更新机密的应用程序配置，而无需重新构建容器镜像，也无需在堆栈配置中公开。
7、kubernetes不是什么
不是一个传统意义上包罗万象的Paas系统，它保留用户的自由选择，比如：
不限制支持的应用程序类型，不限制应用程序框架，不限制支持的语言（java/python/ruby）支持多种多样的工作负载，包括无状态，有状态和数据处理工作负载。
不提供内置服务的中间件（例如：消息中间件）、数据处理框架（例如：spark）、数据库（例如：mysql）和分布式存储（例如Ceph），这些应用可以允许在K8s上。
没有提供点击即部署的服务市场。
源代码到镜像都是开源的，它不部署源代码且不构建您的应用程序。持续集成，交付和部署（CI/CD）工作流取决各公司组织的文化和偏好。
允许用户选择其他的日志记录，监控和告警系统，（它也提供一些集成作为概念证明）。
不提供也不要求应用程序配置语言/系统，提供一个声明性API，可以通过任意形式的声明性规范。
不提供也不采用任何全面的机器配置，维护，管理或自动修复系统。
另外许多Paas系统运行在K8s上面，比如openshift，deis，eldarion，可以自定义自己的paas与自己选择的CI系统集成，或与K8s一起使用，将容器镜像部署到K8s上。
由于K8s在应用级别而不是仅仅在硬件级别运行，因此它提供Paas产品通用的一些功能，如：部署、扩展、负载均衡、日志记录、监控等。但是K8s不是单一的，默认是可选和可插拔的。
K8s也不仅仅是一个编排系统，它消除了编排的需要，编排代表工作流的执行为从A到B，然后到C，相反，K8s是包括一套独立、可组合的控制过程，通过声明式语法使其连续地朝向期望状态驱动当前状态，不需要告诉它具体的从A到C的过程，只需要告诉到C的状态即可，也不需要集中控制，这使得系统更易于使用，并且强大，更具有弹性和扩展性。
二、K8s架构
1、整体架构
三、常见组件
请见图示1：分别包含1、2、3、4
1、master：
Kubernetes管理节点
2、apiserver：
提供接口服务，用户通过apiserver来管理整个容器集群平台。API Server负责和Etcd交互（其他组件不会直接操作etcd，只有API Server这么做），整个Kubernetes集群的所有交互都是以API server为核心的。如：1、所有对集群进行的查询和管理都要通过API来进行；2、所有模块之间并不会互相调用，而是通过和API Server打交道来完成自己那部分的工作、API Server提供的验证和授权保证了整个集群的安全
3、scheduler Kubernetes 调度服务：
4、Replication Controllers 复制：
保证pod的高可用
Replication Controller是Kubernetes系统中最有用的功能，实现复制多个Pod副本，往往一个应用需要多个Pod来支撑，并且可以保证其复制的副本数，即使副本所调度分配的宿主机出现异常，通过Replication Controller 可以保证在其它宿主机启用同等数量的Pod。Replication Controller 可以通过repcon模板来创建多个Pod副本，同样也可以直接复制已存在Pod，需要通过Label selector来关联
请见图示2：包含5、6、7、8
5、minion：
真正运行容器container的物理机。Kubernets中需要很多minion集群，来提供运算
6、container：
容器，可以运行服务和程序
7、Pod：
Kubernetes系统中，调度的最小颗粒不是单纯的容器，而是抽象成一个Pod，Pod是一个可以被创建、销毁、调度、管理的最小部署单元。pod中可以包括一个或一组容器。
pod：豆荚的意思，如下图示理解pod及容器实例：
8、Kube_prox 代理：
做端口转发，相当于LVS-NAT模式中的复制调度器
Proxy解决了同一宿主机，相同服务端口冲突的问题，还提供了对外服务的能力，Proxy后端使用了随机、轮询负载均衡算法。
9、etcd：
存储Kubernetes的配置信息，可以理解为K8s数据库，存储这K8s容器平台所有节点、pods、网络等信息
10、services：
services是Kunbernetes最外围的单元，通过虚拟一个访问IP及服务端口，可以访问我们定义好的Pod资源。目前的版本是通过iptables的nat转发来实现，钻发的目标端口为Kube_proxy生成的随机端口。
11、Lables标签：
Lables是用于区分Pod、Service、Replication Controller的key/value键值对，仅使用在Pod、Service、Replication Controller之间的关系识别，但对这些单元本身进行操作时得使用name标签。
12、Deployment部署
Kubernetes Deployment用于更新Pod和Replica Set（下一代的Replication Controller）的方法，可以在Deployment对象中只描述你所期望的理想专题（预期运行状态），Deployment控制器会将现在的实际状态转换成期望的状态。例如，将所有的webapp：v1.0.9升级成webapp：v1.1.0，只需要创建Deployment，Kubernetes会按照Deployment自动进行升级，通过Deployment可以用来创建新的资源
Deployment可以帮我们实现无人值守的上学，大大降低我们上线的复杂和风险
13、Kubelet命令
Kubelet和Kube-proxy都运行在minion节点上
Kube-proxy实现Kubernetes网络相关内容
Kubelet命令管理pod、pod中容器机让其的镜像和卷等信息
14、总结：各组件之间的关系
1）、kubernetes由一个master和多个minion组成，master通过api提供服务接收kubectl的请求来调度管理集群，kubectl是k8s平台的一个管理命令
2）、Replication controller定义了多个pod或者容器需要运行，如果当前集群中运行的pod或容器达不到配置的数量，replication controller会调度容器在多个minion上运行，保证集群中的pod数量
3）、service则定义真实对外提供的服务，一个service会对应后端运行的多个container。
4）、Kubernetes是一个管理平台，minion上的kube-proxy拥有提供真实服务公网IP，客户端访问K8S中提供的服务，是直接访问到kube-proxy上的。
5）、在kubernetes中pod是一个基本单元，一个pod可以是提供相同功能的多个container，这些容器会被部署在同一个minion上，minion是运行Kubelet中容器的物理机，minion介绍master的指令创建pod或者容器。
随笔分类 - Kubernetes
转载请注明出处：https://www.cnblogs.com/zhangxingeng/p/11670786.html
部署：请见Kubernetes2-K8s的集群部署
kubectl:请见Kubernetes3-kubectl管理Kubernetes容器平台-1
kubectl:请见Kubernetes3-kubectl管理Kubernetes容器平台-2
Kubernetes Dashboard web界面：请见Kubernetes4-web管理界面
kubenetes 基于redis和docker的留言薄：请见Kubernetes5-集群上搭建基于redis和docker的留言薄