本文最后更新于：3 年前

终于来到了K8S这个部分相应知识的讲解嗷！！！

课程介绍：

K8S基本概念：

K8S概述和特性

概述：
- 容器化集群管理系统，是Google开源的一个容器编排引擎，支持自动化的部署。
- 使用k8s进行容器化应用部署
- 使用k8s利于应用拓展
- 目标：让容器化应用更加简洁和高效
特性：
- 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。
- 自我修复：
  - 容器失败会自动重启
  - 部署的结点有问题的时候，会自动重新部署和重新调度
  - 未通过监控检查的时候，会关闭此容器。直到正常运行，才会对外提供服务。
- 水平拓展：
  - 流量来了之后动态拓展
- 服务发现：
  - 对外提供统一入口
  - 对内负载均衡，动态分配嗷！！！
- 滚动更新：
  - 根据应用的变化，对于应用容器运行的应用，进行一次性或者批量式的更新。
- 版本回退：
  - 可以根据应用部署情况，对于应用容器进行的应用，进行历史版本的即时回退。
- 密钥和配置管理：
  - 类似于热部署
- 自动编排：
  - 自动实现存储系统的挂载以及应用，对于数据持久化非常重要。
- 批处理：
  - 一次性任务，定时任务，满足批量数据处理和分析的场景嗷！！！

K8S架构组件

Master和Worker：

和Nginx里面那个类似哦，Master是主控结点，Worker是工作结点。
Master组件：
- API Server：集群统一入口，以restful方式，交给etcd存储
- Scheduler：选择Worker Node结点应用部署
- Controller-Manager：处理集群中常规后台任务，一个资源对应一个控制器
- etcd：存储系统，保存集群相关数据
Worker组件：
- kubelet: Master派到Worker节点的代表，管理工作节点容器
- kube-proxy: 提供网络代理，实现负载均衡等功能。

K8S核心概念

Pod

最小部署单元

一个Pod中可以有很多个容器，它是一组单元的集合

最小单元不是一个容器，而是一个Pod嗷！

一个Pod中的容器是共享网络的

生命周期是短暂的

Controller

确保预期的pod副本的数量

无状态应用部署

没有任何约定

直接拿容器来使用

有状态应用部署

有一定的条件

依赖于存储或需要特定网络IP

确保所有的node都运行同一个Pod，一次性任务和定时任务

Service

定义一组pod的访问规则
Service统一部署，Controller来创建pod，pod是最小部署单元。

搭建K8S集群：

K8S环境平台规划

单Master集群：

多Master集群：

服务器硬件配置要求

master：2核 , 4G , 20G

worker：4核 , 8G , 40G

生产环境：要求更高嗷！！！

搭建K8S集群部署方式

kubeadm

K8S部署工具，提供kubeadm init和kubeadm join，用于快速部署K8S集群

非常简单嗷！！！有点像Swarm嗷！！！

二进制包

手动部署每个组件，组成K8S集群嗷！！！

可以清晰看到每一步是怎么做到的嗷！！！

实操：

Kubeadm集群搭建：

基本要求：

安装三台虚拟机，安装CentOS7。

下面的操作可以发送到所有会话，直接在所有会话中操作嗷！！！

所有结点安装Docker / Kubeadm / Kubelet

docker：

阿里云yum软件源：

安装对应的东西：

Master部署：

加入Node：

上面那一段是初始化主结点！！！
下面这一段是在Worker中运行，将Worker添加注册到主节点中用到的嗷！！！
后面还有网络配置等一大堆的，建议看视频加课件嗷！！！

二进制集群搭建：

二进制集群搭建相关知识嗷！！！

基本要求：

创建多台虚拟机，安装Linux操作系统
操作系统初始化
为etcd和apiserver自签证书

自签证书：

自签证书准备：

cfssl证书生成工具

部署etcd集群
部署master组件

部署Node组件

部署集群网络

老师讲的挺糊的，二进制这里先跳过去，后面再进行补充嗷！！！

Kubectl：

集群管理的命令行工具嗷！！！
语法格式：kubectl [command] [type] [name] [flags]

kubectl + --help可以查看所有的命令嗷！！！

目前用到的命令：

kubectl create deployment nginx --image=nginx
kubectl expose deployment nginx --port=80 --type=NodePort
kubectl get port,svc

port是段都的信息，svc里面就包括了上面指定的开放端口的映射信息嗷！！！

kubectl get nodes

获取所有结点的信息嗷！

kubectl get cs

显示基本的状态

kubectl apply -f + yaml文件

刚刚用于部署网络嗷！！！

资源编排：

实际开发的过程中，会把相应的配置记录在配置文件yaml中。叫做资源清单文件或资源编排文件。
Yaml文件：

Yaml文件详解：

Yaml文件的组成部分：

控制器定义
被控制对象

常用字段含义：

如何快速编写yaml文件：
1. 使用kubectl create生成yaml文件
2. 使用kubectl get命令导出yaml文件

kubectl create：

直接输出到yaml文件中：

kubectl get：

适用于已经部署好的项目，将配置文件导出出来嗷！！！

系版本的–export已经弃用了嗷！！！

-o yaml > 1.yaml就可以，–export可以不用了嗷！！！

Pod：

概述和存在意义：

基本概念：
- K8s中创建和管理的最小单元，部署的最小单元
- K8s不会直接处理容器，而是直接处理Pod。
- Pod由一个或者多个container构成嗷！！！
- 一个Pod容器共享网络
- Pod是短暂存在的嗷！

存在意义：

创建容器使用Docker，一个docker对应一个容器，一个容器有进程，一个容器运行一个应用程序。
Pod是多进程设计，运行多个应用程序。

一个pod有多个容器，一个容器里面运行一个应用程序。

Pod存在为了亲密性应用

两个应用之间要进行交互
网络之间的调用
两个应用需要频繁进行调用

实现机制：

共享网络
共享存储

容器本身之间是相互隔离的嗷！！！通过Linux中的Namespace和group进行隔离的嗷！！！
共享网络的前提条件：容器在同一个Namespace下面嗷！！！
Pod实现共享网络的机制：

创建一个默认的根容器（Pause容器），又被称为info容器
后面创建的docker容器会逐个加入到info容器中嗷！！！

通过Pause容器，把其他业务容器加入到Pause容器中，让所有容器业务在同一个名称空间中，可以实现网络共享。

共享存储：
- 数据持久化：
  - 日志数据
  - 业务数据
Volume数据卷的概念，使用数据卷进行持久化存储。

镜像拉取策略：

资源限制：

Pod重启机制：

批量任务就可以用Never等，有不同的用法嗷！！！

健康检查：

通过容器检查 —> 应用层健康检查

健康检查的策略：

调度策略：

时序图：

每一步都要经过API Server，每一步的数据都写入到etcd，通过监控的方式，完成一步接一步的执行嗷！！！
影响调用的属性：
1. Pod资源限制对于Pod调用产生影响
1. 结点选择器标签影响Pod调度
要采用上面这种措施，首先要对于结点创建标签kubectl label node node1 env_role=dev
1. 结点的亲和性影响Pod调度
nodeAffinity和之前nodeSelector基本一样的，根据节点上标签约束来决定将Pod调度到某些节点上嗷！！！

支持的常用的操作符号：
- In NotIn Exists Gt Lt DoesNotExists
- 反亲和性：和亲和性刚好相反嗷！！！
1. 污点和污点容忍：
- nodeSelector和nodeAffinity：Pod调度到某些节点上，Pod属性，调度的时候实现
- Taint污点：节点不做普通分配调度，是节点属性嗷！
- 应用场景：专用节点，配置特点硬件节点，基于Taint驱逐
这里的Key的名字没有特殊的要求嗷，可以随便取嗷！！！
- 删除污点：
- 污点容忍：
容忍污点，使得某个节点即使有污点也有可能被调度嗷！！！

Controller：

什么是Controller

实际存在的，管理和运行实际的对象。
Controller是集群上管理和运行容器的对象

Pod和Controller之间的关系

Pod是通过Controller来实际上实现应用的运维的，比如伸缩，滚动升级等等。
Pod和Controller之间通过Label建立关系嗷！！！
控制器也可被称为工作负载（WorkLoad）嗷。
两者之间的运维管理：

Selector嗷！！！

Deployment控制器应用场景

部署无状态应用嗷！！！
管理Pod和RepliccaSet
部署，滚动升级等功能
应用场景：
- Web服务
- 微服务

yaml文件字段说明

命令行不可复现 -> 命令行变为Yaml
使用yaml文件进行部署：

Deployment控制器部署应用

步骤：
1. 导出Yaml文件：
1. 使用Yaml进行部署：
1. 对外暴露端口（发布）：
本质上这里还是通过Yaml来部署的，熟悉了之后，可以直接编写Yaml中的参数，对其进行操作和部署嗷！！！执行第二个步骤，就可以实现我们的部署工作了嗷！！！

80是容器内暴露的端口，30048是所有的结点，对外暴露的端口。就是相当于Docker中的端口映射的概念嘛！！！

升级回滚

指定版本的配置：

如果我要升级Nginx的版本呢？

升级的原理和过程：

1.14正常运行，同时去下载1.15，下载完成并且成功运行之后，再去把1.14给替换掉。这就是升级的整个流程嗷！！！保证升级过程中，五福不会终端嗷！！！

查看升级是否成功：

回滚版本如何操作呢？

查看历史版本：

第一个是1.14，第二个就是1.15

还原（回滚）版本：

回滚到上一个版本：

回滚到指定版本：

弹性伸缩

Service：

概述：

定义一组Pod的访问规则嗷！！！

Service存在的意义：

防止Pod失联（服务发现）

Pod每次重启，IP都会变化的，所以Pod的生命周期是短暂的嗷！！！因此虽然通过Ip可以相互调用，由于Ip不可靠，不予以采用嗷！！！

说白了就是Nacos！！！服务注册中心嘛！！！

定义一组Pod的访问策略：

负载均衡！！！

Pod和Service的关系：

如何建立关系？

Service的三种类型：

类型：
1. ClusterIP：集群内部访问
2. NodePort：对外访问应用使用
3. LoadBalancer：对外访问应用使用，公有云也可以使用嗷！
kubectl get svc：svc是对外暴露端口，这里就是查询每个端口的暴露情况orz。

跑起来之后的结果：

注意字母的大小写哈！！！、

Node一般内网部署应用，外网一般不能够访问到。

Controller补充：

部署无状态应用：

无状态特点：
- 其实认为Pod都是一样的，因为没有状态嘛
- 没有顺序要求嗷！！！
- 不用考虑我在哪个Node上运行
- 随意进行伸缩和拓展
有状态：
- 上面因素都需要考虑到
- 让每个Pod都是独立的，保持Pod的启动顺序和唯一性
- 唯一的标识符进行区分，持久存储
- 有序的，比如Mysql主从等