总述
在构成扁平化网络的基础上实现Pod编排（控制、管理）、调度，再构成服务；对服务的管理有所欠缺；可以说k8s重点解决资源的问题
服务管理、应用管理；istio重点解决服务的问题
功能
开源、动态伸缩、负载均衡、轻量、有状态服务
架构
Control Plane (master)：api-server controller scheduler etcd
node：kubelet kubeproxy pod(container)
client：kubectl webUI
docker：一种CRI，宿主机容器创建和管理工作
pod：包含容器，pause容器>>init C容器>>主容器
svc：由pod构成的服务
controller：控制pod的副本数目
kubelet：通过CRI(容器运行时接口)管理pod的生命周期
kubeproxy：
- svc构成：监控pod和svc的变化，操作网络代理（iptable或者ipvs）为pod构成svc服务
- 负载均衡
CoreDNS：为svc提供域名解析
Ingress Controller：本质书写网络代理方案（默认nginx规则）；官方只能实现四层代理，ingress 可以实现七层代理；nginx代理
etcd：分布式键值存储服务；为整个集群提供存储服务
Dashboard：网页面板；web UI
Promethus：提供K8S集群的监控能力
KubeSphere：在 Kubernetes 之上构建的面向云原生应用的分布式操作系统
Federation：管理多个k8s；提供一个可以跨集群中心多K8S统一管理功能
网络
CNI(container network interface)
- Flannel：为集群中的Pod构成了一张网络，为Pod提供全集群唯一的内部IP
- Calico：基于BGP的纯L3的网络通信架构
- Cilium：支持L3/L4/L7，基于BPF进行数据包过滤
CNI(container network interface) Flannel：
- L3的网络通信架构
- 不同节点主机创建的pod都具有"全集群唯一的虚拟IP地址"，
- 使用etcd管理IP地址段资源，维护pod路由表；
- 基于 Iptables或者ipvs 进行进行数据包过滤；
- 集群内部不同节点主机创建的容器都具有全集群唯一的虚拟IP地址；避免ip相同，调整docker0 设置不同docker为不同网段。internet还是使用的真实IP
- Flannel使用UDP协议承载虚拟iP
负载均衡
- iptables：为防火墙而设计的，也有负载均衡能力
- IPVS：专用于高性能负载均衡，并使用更高效的数据结构(Hash表)
网络代理：
- nginx：ingress默认使用nginx
不同实体通信过程：
- 同一pod不同容器：通过pause容器
- pod与svc之间：kubeproxy感知Pod和svc的变化，生成的iptables规则或ipvs规则
- 同一节点不同pod：通过docker0
- 不同节点不同pod：通过Flannel0
账户
ServiceAccount
私有镜像仓库，镜像拉取所需服务账号
存储
存储分类：
- ConfigMap：环境变量env使用cm，command参数使用cm，volume使用cm；热更新，volume使用了configMap，configMap修改后可以热更新到volume中（10s）；更新 ConfigMap 目前并不会触发相关 Pod 的滚动更新
- Secret：密码
- volume：数据卷。emptyDir空目录，生命周期与pod一致；hostPath，持久化到k8s的node（主机）目录
- PV：持久化卷
StatefulSet
- 存储(NFS)>>PV>>StatefulSet(PVC>>pod)
- 存储构成PV；PVC选择PV；Pod挂载PVC；StatefulSet创建PVC；StatefulSet引用headless SVC
Pod
pod构成：自定义容器（容器A 容器B）共用pause容器的“网络栈”和“挂载卷”；
pod状态：Pending Running Successed Failed Unknown
Pod生命周期：
- 过程：pause容器>>init C>>启动主容器
- init C：顺序执行
- main C状态：start, liveness (readiness, stop)
- main C状态liveness：主容器是否存活
- main C状态readiness：主容器是否可以对外提供服务
- main C探针：readinessProbe, livenessProbe
- main C探针类型：http, exec, tcpSocket, grpc
- main C启动/停止：postStart, preStop
Service(svc)
svc功能：多个pod组成一个service；service向外提供IP服务
svc分类：
- clusterIP(默认)：分配内网IP，svcIP映射到PodIp（iptables规则、ipvs规则）；kubeproxy管理这个svc；iptables或ipvs进行负载均衡
- nodeport：分配外网IP
- headless：clusterIP: “None” 就是Headless；不分配内网IP，svc域名解析到PodIP；kubeproxy不会管理这个svc，不会使用iptables或ipvs进行负载均衡
- ExternalName：由集群内到外；从集群重定向到集群外部；重定向发生在DNS层
- LoadBalancer：由外到集群内；云提供商去创建LB 来向节点导流；loadBalancer比nodePort多了一步，就是可以调用 云提供商去创建LB 来向节点导流
容器
容器重启策略：restartPolicy
- Always：总是重启；容器失效时，kubelet 自动重启该容器。
- OnFailure：失败退出重启；容器终止运行且退出码不为0时重启。
- Never：不重启；不论状态为何，kubelet 都不重启该容器。
镜像拉取策略：imagePullPolicy
- IfNotPresent：本地没有使用远程；默认值。
- Never：只使用本地，不适用远程。
- Always：不使用本地，只使用远程。
CoreDNS
CoreDNS为svc提供内网域名解析（svc域名-svc ip）；集群外部无法访问因为仍然是ClusterIP类型
Ingress
作用：提供nginx能力，nginx有的能力ingress都有
本质：ingress把我们定义的网络代理方案写入到创建的ingress pod（ingress-nginx名称空间中的ingress-pod）主容器中的nginx配置文件中
流程
- 请求域名+端口
- ingress的pod构成的svc(nodeport(低版本k8s)或loadBalancer(高版本k8s))外部端口
- ingress的pod，nginx配置文件(ingressSVC外部端口 自己的SVC内部端口)
- 自己的pod构成的svc(ClusterIP)内部端口
- 自己的pod
Controller
一般就是用ReplicaSet；无状态服务就用Deployment；有状态服务就用StatefulSet
ReplicaSet：维持服务数量（支持创建副本时添加选择器）
Deployment：发布等功能（支持滚动更新）；deployment通过RS去控制pod；创建新RS>>创建新Pod>>删除旧Pod>>关闭旧RS
StatefulSet：有状态服务（Deployments 和 ReplicaSets 只支持无状态服务）；将部署顺序、网络等信息存储下来。
DaemonSet：node节点上有且只有一份pod；公共服务；支持pod （确保全部（或者一些） Node节点(非master节点)上都运行一个 Pod 的副本（有且只有一个））比如ELK；与RS无关
Job：负责批处理任务，即仅执行一次的任务；job执行完后不会自动删除
Cron Job：在job基础上加了定时调度；Cronjob>>job>>pod；定时执行一次；删除cronjob会自动删除job和pod
Deployment
deployment、rs、pod名称之间关系：
# kubectl get deployment
deployment-rsjapp
# kubectl get rs
deployment-rsjapp-6665f85c58
# kubectl get pod
deployment-rsjapp-6665f85c58-6cbmz
StatefulSet
存储>>PV>>StatefulSet(PVC>>pod)
存储构成PV；PVC选择PV；Pod挂载PVC；StatefulSet创建PVC；StatefulSet引用headless SVC
CronJob
cronjob、job、pod名称之间关系：
cronjob-pi
cronjob-pi-1608196200
cronjob-pi-1608196200-chjpc
Job
job、pod名称之间关系：
job-pi
job-pi-pqx6p
简介
pod网络
总述：Kubernetes 的网络模型假定了所有Pod都在一个可以直接连通的扁平的网络空间中
- Flannel：基于L2，构建用于各个pod通信的网络架构。使用iptables进行数据包过滤。
- Calico：纯L3，构建用于各个pod通信的网络架构。使用iptables进行数据包过滤。
组件
- Master节点：
- API Server（kube-apiserver）：提供了HTTP Rest接口的关键服务进程，是kubernetes里所有资源的增删改查等操作的唯一入口，也是集群中的入口进程
- Controller Manager（kube-controller-manager）：kubernetes里所有资源对象的自动化控制中心，可以理解成为资源对象的“大总管”
- Scheduler：（kube-scheduler）：负责资源调度（pod调度）的进程，相当于公交公司的“调度室”
- Etcd：所有资源对象的数据被会被保存到etcd中，持久化
- Node节点：
- docker engine：docker引擎，负责本主机的容器创建 和管理工作
- kubelet：负责pod对应容器的创建，启停等任务，另外kubelet与master紧密协作，随时报告给master自身的情况，如CPU，内存，操作系统，docker版本等
- kube-proxy：实现kubernetes server的通信与负载均衡机制的重要组件；提供svc服务（服务发现）；负责写入规则至 IPTABLES（ip数据包过滤）、IPVS（负载均衡） 实现服务映射访问的；
- k8s其它组件：
- kubectl：命令行工具
- DASHBOARD：网页面板；给 K8S 集群提供一个 B/S 结构访问体系
k8s
- pod控制器：Deployment 》ReplicaSet 》pod
- kubectl run 并不是直接创建一个 Pod，而是先创建一个 Deployment 资源（replicas=1），再由与 Deployment 关联的 ReplicaSet 来自动创建 Pod
- CNI（flannel或Calico）将为pod构建网络。
- 为pod创建svc 可以获取cluster_ip
