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Kubernetes（通常縮寫(xiě)為K8s）是一個(gè)用于自動(dòng)化容器化應(yīng)用程序部署、管理和擴(kuò)展的開(kāi)源容器編排平臺(tái)。它的構(gòu)造非常復(fù)雜，由多個(gè)核心組件和附加組件組成，共同協(xié)作以實(shí)現(xiàn)容器集群的高可用性和可伸縮性。以下是Kubernetes的主要組件和其構(gòu)造：

1. Master節(jié)點(diǎn)（控制平面）：

   • kube-apiserver：API服務(wù)器是Kubernetes的控制平面組件之一，充當(dāng)所有控制平面組件和用戶命令的入口點(diǎn)。它公開(kāi)了Kubernetes API，允許外部和內(nèi)部組件與集群交互。
   • etcd：etcd是一個(gè)高度可用的鍵值存儲(chǔ)，用于保存集群的所有配置數(shù)據(jù)，包括應(yīng)用程序配置、節(jié)點(diǎn)信息、服務(wù)發(fā)現(xiàn)等。
   • kube-scheduler：調(diào)度器負(fù)責(zé)決定在哪個(gè)節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行新創(chuàng)建的Pod。它考慮了節(jié)點(diǎn)資源、親和性、反親和性、爭(zhēng)用和其他策略來(lái)選擇合適的節(jié)點(diǎn)。
   • kube-controller-manager：控制器管理器運(yùn)行一組控制器，這些控制器負(fù)責(zé)監(jiān)控集群的狀態(tài)，并確保期望的狀態(tài)與實(shí)際狀態(tài)保持一致。常見(jiàn)的控制器包括ReplicaSet Controller、Node Controller、Service Controller等。
   • cloud-controller-manager（可選）：云控制器管理器是與云提供商相關(guān)的控制器，用于處理云資源，如負(fù)載均衡器、持久卷、虛擬機(jī)等。

2. Node節(jié)點(diǎn)（工作節(jié)點(diǎn)）：

   • kubelet：kubelet是運(yùn)行在每個(gè)Node節(jié)點(diǎn)上的代理服務(wù)，負(fù)責(zé)與Master節(jié)點(diǎn)通信，管理節(jié)點(diǎn)上的Pod生命周期，確保Pod按照預(yù)期的方式運(yùn)行。
   • kube-proxy：kube-proxy是用于服務(wù)發(fā)現(xiàn)和負(fù)載均衡的網(wǎng)絡(luò)代理，它維護(hù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)則，將請(qǐng)求路由到正確的Pod。
   • Container Runtime：Kubernetes支持多種容器運(yùn)行時(shí)，包括Docker、Containerd、CRI-O等。容器運(yùn)行時(shí)負(fù)責(zé)在節(jié)點(diǎn)上創(chuàng)建和運(yùn)行容器。

在Kubernetes中，一個(gè)宿主機(jī)通常只會(huì)被視為一個(gè)Node節(jié)點(diǎn)。Node節(jié)點(diǎn)代表物理或虛擬機(jī)器，它是Kubernetes集群中的一個(gè)工作節(jié)點(diǎn)，用于運(yùn)行容器化的應(yīng)用程序。
一臺(tái)宿主機(jī)對(duì)應(yīng)一個(gè)Node節(jié)點(diǎn)，不同宿主機(jī)上的Node節(jié)點(diǎn)是獨(dú)立的，并且它們之間不會(huì)共享資源、容器、網(wǎng)絡(luò)等。

Node節(jié)點(diǎn)的數(shù)量由Kubernetes集群的規(guī)模和配置決定。
您可以根據(jù)需要增加或減少Node節(jié)點(diǎn)來(lái)擴(kuò)展或縮小集群的計(jì)算資源。每個(gè)Node節(jié)點(diǎn)上可以運(yùn)行一個(gè)或多個(gè)容器，具體取決于Node的資源配置和負(fù)載需求。

在一些特殊情況下，您可以配置多個(gè)Node節(jié)點(diǎn)在同一臺(tái)物理宿主機(jī)上，這被稱為多Node容器化，但這通常是不常見(jiàn)的，而且需要高度的配置和管理，因?yàn)樗婕暗焦蚕硭拗鳈C(jī)上的資源和網(wǎng)絡(luò)。

總之，一個(gè)宿主機(jī)通常對(duì)應(yīng)一個(gè)Node節(jié)點(diǎn)，Kubernetes集群中的Node節(jié)點(diǎn)數(shù)量取決于您的集群規(guī)模和需求。要增加或減少Node節(jié)點(diǎn)，您可以根據(jù)需要添加或移除宿主機(jī)，并在Kubernetes中進(jìn)行相應(yīng)的配置。

3. Pod：Pod是Kubernetes的最小部署單元，通常包含一個(gè)或多個(gè)容器，它們?cè)谕痪W(wǎng)絡(luò)命名空間、存儲(chǔ)卷和節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行。Pod代表應(yīng)用程序的一個(gè)實(shí)例。

4. Service：Service定義了一組Pod的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)方式，提供了負(fù)載均衡、服務(wù)發(fā)現(xiàn)和DNS解析等功能，使應(yīng)用程序能夠穩(wěn)定地運(yùn)行。

5. Volume：Volume是用于在Pod中持久化存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的抽象。它可以與Pod一起創(chuàng)建和銷毀，并且可以掛載到Pod的一個(gè)或多個(gè)容器中。

6. Namespace：Namespace用于將集群劃分為多個(gè)虛擬集群，每個(gè)Namespace中可以有自己的Pod、Service和其他資源，以實(shí)現(xiàn)多租戶和隔離。

7. ConfigMap和Secret：ConfigMap用于存儲(chǔ)配置數(shù)據(jù)，而Secret用于存儲(chǔ)敏感數(shù)據(jù)，它們可以在Pod中以卷的形式掛載。

8. Ingress：Ingress定義了HTTP和HTTPS流量的規(guī)則，允許外部流量訪問(wèn)集群內(nèi)的服務(wù)。

9. 其他附加組件：Kubernetes生態(tài)系統(tǒng)中還有許多其他附加組件，如監(jiān)控工具、日志記錄工具、自動(dòng)伸縮控制器、認(rèn)證和授權(quán)插件等，用于增強(qiáng)和擴(kuò)展Kubernetes的功能。

Kubernetes的這些組件共同協(xié)作，以實(shí)現(xiàn)容器化應(yīng)用程序的高度可擴(kuò)展性、可用性和自動(dòng)化管理。不同版本的Kubernetes可能會(huì)有一些變化和新增組件，但這些基本組件構(gòu)成了Kubernetes的核心架構(gòu)。

簡(jiǎn)介

yml文件---->前臺(tái)處理---->API Server---->Controller Manager------>Kubelet(Pod創(chuàng)建，修改，監(jiān)控等全周期管理)
API Server是資源對(duì)象的唯一操作入口，所有執(zhí)行，操作解析后都是調(diào)用API然后觸發(fā)Controller Manager實(shí)現(xiàn)功能。

Pods:

• 一個(gè)可以被創(chuàng)建、銷毀、調(diào)度、管理的最小的部署單元,例如一個(gè)或一組容器
• 每個(gè)Pod有一個(gè)獨(dú)立的IP
• 同一個(gè)Pod的容器共享網(wǎng)絡(luò)，共享存儲(chǔ)資源：localhost相互通信

Pods的使用

• 具有密切連接關(guān)系(相互訪問(wèn)、共享數(shù)據(jù)) 的容器放在同一個(gè)Pod中

K8S+Docker VS Docker

Docker+K8S簡(jiǎn)介

Kubernetes（通?？s寫(xiě)為K8s）和Docker是兩個(gè)不同但密切相關(guān)的容器技術(shù)。它們?cè)谌萜骰瘧?yīng)用程序方面發(fā)揮不同的角色，通常一起使用以實(shí)現(xiàn)更好的容器化應(yīng)用程序管理和部署。

1. Docker（容器引擎）：

   • Docker是一種容器化技術(shù)，它允許開(kāi)發(fā)人員將應(yīng)用程序和其依賴項(xiàng)打包到一個(gè)可移植的容器中。這個(gè)容器包含了應(yīng)用程序的所有必要組件，包括代碼、運(yùn)行時(shí)環(huán)境、庫(kù)和配置。
   • Docker容器具有以下優(yōu)點(diǎn)：可移植性、隔離性、輕量級(jí)、快速啟動(dòng)和關(guān)閉、易于擴(kuò)展等。

2. Kubernetes（容器編排平臺(tái)）：

   • Kubernetes是一個(gè)開(kāi)源的容器編排平臺(tái)，用于自動(dòng)化和管理容器化應(yīng)用程序的部署、擴(kuò)展、更新和運(yùn)維。Kubernetes提供了一種容器編排的框架，以確保容器在集群中按照期望的方式運(yùn)行。
   • Kubernetes的功能包括自動(dòng)負(fù)載均衡、自動(dòng)擴(kuò)展、容器自愈、滾動(dòng)升級(jí)、服務(wù)發(fā)現(xiàn)等。它還提供了用于定義應(yīng)用程序架構(gòu)的聲明式配置（例如Pods、Services、Deployments等）。

聯(lián)系：

• Docker通常用于創(chuàng)建和管理單個(gè)容器，而Kubernetes用于協(xié)調(diào)和管理多個(gè)容器的集群。Kubernetes可以管理數(shù)百甚至數(shù)千個(gè)容器實(shí)例，確保它們?cè)诟鞣N節(jié)點(diǎn)上正確運(yùn)行，具備高可用性和容錯(cuò)性。
• Kubernetes可以使用Docker作為容器運(yùn)行時(shí)（Container Runtime），這意味著它可以直接與Docker引擎一起使用。但是，Kubernetes也支持其他容器運(yùn)行時(shí)，如Containerd和CRI-O。
• Kubernetes提供了對(duì)Docker容器的高級(jí)編排、自動(dòng)化和管理功能，例如水平擴(kuò)展、自動(dòng)恢復(fù)、滾動(dòng)升級(jí)等，使得容器化應(yīng)用程序在生產(chǎn)環(huán)境中更容易管理和擴(kuò)展。

總之，Docker是容器技術(shù)的核心，而Kubernetes是一個(gè)容器編排平臺(tái)，用于自動(dòng)化和管理大規(guī)模的Docker容器集群。它們一起使用，可以實(shí)現(xiàn)高度可伸縮、高可用性的容器化應(yīng)用程序部署和管理。

K8S配合docker相比較單純使用docker

K8S配合docker優(yōu)勢(shì)(單獨(dú)使用docker劣勢(shì))

• 調(diào)度：靈活資源分配：CPU，GPU，內(nèi)存等(Pod的label+Scheduler）
• 修復(fù)：容器跑出問(wèn)題了，換個(gè)主機(jī)再跑跑（controller manager）
• 自動(dòng)擴(kuò)縮容：超過(guò)人為設(shè)定的監(jiān)控指標(biāo)自動(dòng)擴(kuò)縮容（controller manager）

Kubernetes（K8s）與單純使用Docker相比，具有一些重要的優(yōu)勢(shì)和適用場(chǎng)景。下面是一些比較：

1. 自動(dòng)化容器編排：

   • Kubernetes允許您自動(dòng)化地編排、管理和擴(kuò)展容器化應(yīng)用程序，而無(wú)需手動(dòng)管理容器的生命周期。這包括自動(dòng)部署、水平擴(kuò)展、滾動(dòng)升級(jí)、自動(dòng)故障恢復(fù)等功能，減少了操作負(fù)擔(dān)。

2. 高可用性：

   • Kubernetes提供了內(nèi)置的高可用性機(jī)制，允許您在多個(gè)節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行應(yīng)用程序的副本，以確保應(yīng)用程序的可用性。如果某個(gè)節(jié)點(diǎn)或容器失敗，Kubernetes可以自動(dòng)遷移工作負(fù)載以保持應(yīng)用程序的正常運(yùn)行。

3. 多租戶支持：

   • Kubernetes支持命名空間（Namespaces），可以將集群劃分為多個(gè)虛擬集群，每個(gè)命名空間都有自己的資源隔離，適用于多租戶環(huán)境。

4. 服務(wù)發(fā)現(xiàn)和負(fù)載均衡：

   • Kubernetes提供了內(nèi)置的服務(wù)發(fā)現(xiàn)和負(fù)載均衡功能，允許應(yīng)用程序組件相互發(fā)現(xiàn)并與其他服務(wù)通信，而無(wú)需硬編碼IP地址和端口。

5. 聲明式配置：

   • Kubernetes使用聲明式配置來(lái)定義應(yīng)用程序的狀態(tài)和規(guī)模，而不是命令式的操作。這樣，您只需描述所需的狀態(tài)，而不必關(guān)心如何達(dá)到該狀態(tài)，Kubernetes會(huì)負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)。

6. 自動(dòng)伸縮：

   • Kubernetes可以根據(jù)工作負(fù)載的需求自動(dòng)擴(kuò)展應(yīng)用程序，以滿足流量的變化。這可以節(jié)省資源并確保應(yīng)用程序的性能。

7. 滾動(dòng)升級(jí)和回滾：

   • Kubernetes支持滾動(dòng)升級(jí)，允許您在不中斷服務(wù)的情況下逐步更新應(yīng)用程序。如果升級(jí)失敗，您可以輕松地回滾到之前的版本。

8. 資源管理：

   • Kubernetes提供了資源管理功能，允許您限制容器的CPU和內(nèi)存使用，以確保資源公平共享。

9. 生態(tài)系統(tǒng)支持：

   • Kubernetes具有豐富的生態(tài)系統(tǒng)，包括各種插件、工具和集成，用于監(jiān)控、日志記錄、安全性、認(rèn)證等方面。

然而，對(duì)于一些簡(jiǎn)單的應(yīng)用場(chǎng)景，使用Docker本身可能足夠了，特別是在開(kāi)發(fā)和測(cè)試階段。Kubernetes在復(fù)雜的容器化應(yīng)用程序中表現(xiàn)出色，但也需要更多的配置和管理工作。因此，選擇Kubernetes還是純粹使用Docker取決于您的應(yīng)用程序需求和規(guī)模。如果應(yīng)用程序較小且需要簡(jiǎn)單的容器管理，Docker可能足夠；但如果需要高可用性、自動(dòng)化和擴(kuò)展性，那么Kubernetes可能更適合。文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-704209.html

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