Kubernetes笔记（1）Kubernetes入门

一、容器技术

随着技术发展，应用程序的部署经历了从物理机到虚拟机，再到容器的转变。

• 物理机：物理机会运行多个程序，当一个程序占用大量资源时，会影响其他程序的性能和稳定性。
• 虚拟机：物理机上可运行过个虚拟机，每个虚拟机有独立的操作系统和硬件资源，虚拟机之间完全隔离。不过虚拟机不够轻量级，还是太重了，而且一般镜像文件都很大，迁移不方便。
• 容器：容器与宿主机共享内核，所以更加轻量级。容器的环境一致性和可移植性也更好些。最常用的容器技术是Docker，学习Kubernetes之前，一定先把常用的Docker命令学习实践下。

二、Kubernetes介绍

Docker非常适合单机管理多个容器，但生产环境中，为了高可用性和高并发，一个程序通常部署多个实例。在这种环境下，用Kubernetes更加合适，它提供了自动上线和回滚、容器自我修复、水平扩展、存储编排和配置管理等功能。

1. Kubernetes核心资源

Kubernetes中的基础概念和术语大多围绕资源来说的，它的资源类型很多，要入门需要先学习常见的资源：

• Pod（容器组）：Kubernetes中最小的部署单元，它可以包含一个或多个容器，它们之间可以共享网络和存储资源。每个节点的Pod数量不要超过110个。
• Deployment（工作负载-部署）：管理无状态应用程序的部署（如前端应用、API服务），Pod名称随机，重启后Pod名称会改变，Pod之间可互换。支持Pod多副本、滚动更新、副本数扩缩和回滚等功能，无顺序要求。
• StatefulSet（工作负载-有状态集）：管理有状态应用程序的部署（如 MySQL、Redis、Kafka），每个Pod有唯一标识（Pod名称有序，重启后Pod名称不变）、稳定的网络标识和独立的存储，并且是按照顺序创建、更新和删除Pod。
• Service（服务）：定义一组Pod访问方式、通过负载均衡将请求转发到这些Pod上。
• Namespace （命名空间）：用于将集群资源划分为不同的逻辑组，提供资源隔离和多租户支持。
• 存储和配置相关：如PersistentVolume 、PersistentVolumeClaim 、Secret和ConfigMap。

Kubernetes中资源包括几个公共属性：版本（Version）、类别（Kind）、名称（Name）、标签、注解。

我们可以用YAML或JSON格式声明一个资源对象，每个资源对象都有自己特定的结构定义，比如Pod和Service的YAML文件的格式是不同的。定义好的资源对象会保存在etcd这非关系型数据库中，以便快速读写。

2. Kubernetes集群架构

K8s集群（Cluster）是由Master和Node组成的。

2.1 Master

Master节点负责管理和控制整个集群，相当于集群的大脑，在每个K8s集群中都需要一个或一组Master。在Master上运行一下关键进程：

• kube-apiserver：提供RESTful API接口，是对资源进行增删改查的唯一入口，也是集群控制的入口
• kube-controller-manager：所有资源对象的自动化控制中心，相当于“大总管”
• kube-scheduler：负责资源调度（Pod调度）

2.2 Node

Node是工作节点，是真正干活的打工人。Master会把工作负载分配给Node，当某个Node宕机，其上的工作负载会被Master转移到其他Node上。在每个Node上运行着以下关键进程：

• kubelet：负责Pod对应容器的创建、启停等任务，听Mater的指挥，实现集群管理的基本功能
• kube-proxy：实现K8sService通信与负载均衡机制
• 容器运行时（如Docker、Containerd）：负责本机容器的创建和管理

Node可以在运行期间被动态添加到集群中，默认情况下，Node的kubelet会向Master注册自己，并定时向Master汇报自己情况（如CPU、内存使用）。如果超过指定时间不上报，会被Master判断为失联，Node状态标记为NotReady。

查看集群有多少节点
kubectl get nodes查看某个Node的信息
kubectl describe node <node_name>