目录

1：k8s概念

2：为什么引入k8s和k8s特性

2.1 为什么要引入k8s：

2.2 k8s特性

3 K8S架构

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1：k8s概念

k8s官方网站：Kubernetes

Kubernetes 是一个可移植、可扩展的开源平台，用于管理容器化的工作负载和服务，可促进声明式配置和自动化。 Kubernetes 拥有一个庞大且快速增长的生态，其服务、支持和工具的使用范围相当广泛。

Kubernetes 这个名字源于希腊语，意为“舵手”或“飞行员”。k8s 这个缩写是因为 k 和 s 之间有八个字符的关系。 Google 在 2014 年开源了 Kubernetes 项目。 Kubernetes 建立在 Google 大规模运行生产工作负载十几年经验的基础上， 结合了社区中最优秀的想法和实践。

2：为什么引入k8s和k8s特性

2.1 为什么要引入k8s：

大家都知道，一个东西的产生，肯定会为人们带来极大的遍历，k8s的出现在传统部署时代、虚拟化部署时代、容器部署时代之后出现，那么就肯定比它们更便捷。

传统部署时代：

早期，各个组织是在物理服务器上运行应用程序。 由于无法限制在物理服务器中运行的应用程序资源使用，因此会导致资源分配问题。 例如，如果在同一台物理服务器上运行多个应用程序， 则可能会出现一个应用程序占用大部分资源的情况，而导致其他应用程序的性能下降。 一种解决方案是将每个应用程序都运行在不同的物理服务器上， 但是当某个应用程式资源利用率不高时，剩余资源无法被分配给其他应用程式， 而且维护许多物理服务器的成本很高。

虚拟化部署时代：

因此，虚拟化技术被引入了。虚拟化技术允许你在单个物理服务器的 CPU 上运行多台虚拟机（VM）。 虚拟化能使应用程序在不同 VM 之间被彼此隔离，且能提供一定程度的安全性， 因为一个应用程序的信息不能被另一应用程序随意访问。

虚拟化技术能够更好地利用物理服务器的资源，并且因为可轻松地添加或更新应用程序， 而因此可以具有更高的可扩缩性，以及降低硬件成本等等的好处。 通过虚拟化，你可以将一组物理资源呈现为可丢弃的虚拟机集群。

每个 VM 是一台完整的计算机，在虚拟化硬件之上运行所有组件，包括其自己的操作系统。

容器部署时代：

容器类似于 VM，但是更宽松的隔离特性，使容器之间可以共享操作系统（OS）。 因此，容器比起 VM 被认为是更轻量级的。且与 VM 类似，每个容器都具有自己的文件系统、CPU、内存、进程空间等。 由于它们与基础架构分离，因此可以跨云和 OS 发行版本进行移植。

容器因具有许多优势而变得流行起来，例如：

• 敏捷应用程序的创建和部署：与使用 VM 镜像相比，提高了容器镜像创建的简便性和效率。
• 持续开发、集成和部署：通过快速简单的回滚（由于镜像不可变性）， 提供可靠且频繁的容器镜像构建和部署。
• 关注开发与运维的分离：在构建、发布时创建应用程序容器镜像，而不是在部署时， 从而将应用程序与基础架构分离。
• 可观察性：不仅可以显示 OS 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指标信号。
• 跨开发、测试和生产的环境一致性：在笔记本计算机上也可以和在云中运行一样的应用程序。
• 跨云和操作系统发行版本的可移植性：可在 Ubuntu、RHEL、CoreOS、本地、 Google Kubernetes Engine 和其他任何地方运行。
• 以应用程序为中心的管理：提高抽象级别，从在虚拟硬件上运行 OS 到使用逻辑资源在 OS 上运行应用程序。
• 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 - 而不是在一台大型单机上整体运行。
• 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。

但是当我们的物理机上出现了很多容器、每一台物理机上都有几十台容器，其中有的挂了，需要手动的去给它重启，那么这极大的不方便，所以我们急需一个大规模的编排系统，这个时候k8s就出现了。k8替我们去管理这些容器。

注意：这里的编排是两个动作包。“编”k8s会将我们的容器进行分组，“排”k8s会对我们分好组的容器进行处理。

2.2 k8s特性

容器是打包和运行应用程序的好方式。在生产环境中， 你需要管理运行着应用程序的容器，并确保服务不会下线。 例如，如果一个容器发生故障，则你需要启动另一个容器。 如果此行为交由给系统处理，是不是会更容易一些？

这就是 Kubernetes 要来做的事情！ Kubernetes 为你提供了一个可弹性运行分布式系统的框架。 Kubernetes 会满足你的扩展要求、故障转移你的应用、提供部署模式等。 例如，Kubernetes 可以轻松管理系统的 Canary (金丝雀) 部署。

Kubernetes 为你提供：

• 服务发现和负载均衡

  Kubernetes 可以使用 DNS 名称或自己的 IP 地址来暴露容器。 如果进入容器的流量很大， Kubernetes 可以负载均衡并分配网络流量，从而使部署稳定。

• 存储编排

  Kubernetes 允许你自动挂载你选择的存储系统，例如本地存储、公共云提供商等。

• 自动部署和回滚

  你可以使用 Kubernetes 描述已部署容器的所需状态， 它可以以受控的速率将实际状态更改为期望状态。 例如，你可以自动化 Kubernetes 来为你的部署创建新容器， 删除现有容器并将它们的所有资源用于新容器。

• 自动完成装箱计算

  你为 Kubernetes 提供许多节点组成的集群，在这个集群上运行容器化的任务。 你告诉 Kubernetes 每个容器需要多少 CPU 和内存 (RAM)。 Kubernetes 可以将这些容器按实际情况调度到你的节点上，以最佳方式利用你的资源。

• 自我修复

  Kubernetes 将重新启动失败的容器、替换容器、杀死不响应用户定义的运行状况检查的容器， 并且在准备好服务之前不将其通告给客户端。

• 密钥与配置管理

  Kubernetes 允许你存储和管理敏感信息，例如密码、OAuth 令牌和 SSH 密钥。 你可以在不重建容器镜像的情况下部署和更新密钥和应用程序配置，也无需在堆栈配置中暴露密钥。

3 K8S架构

工作方式：Kubernetes集群 = N主节点 + N工作节点 （N>=1）

一个正常运行的Kubernetes 集群所需的各种组件：

官方文档上有这些组件的官方解释：

官方链接：Kubernetes 组件 | Kubernetes

这里不再过多阐述： 但是这些解释对于初学者而言不是那么容易理解，所以我按照自己的理解整理了一下。

我们可以将一个k8s集群看做是一个军队，就拿三国时期刘备的军队来举例子：

Control Plane（控制平面组件）： 整个集团的高层，决策都是在这里做出的，可以看做是朝堂。

kube-controller-manager：控制平面的组件，负责运行控制器的进程。看做刘备。

kube-scheduler：负责监视新创建、未指定节点运行的pods，并选择节点在pod上来运行。看做诸葛亮

etcd：用作 Kubernetes 所有集群数据的后台数据库。看做朝堂之上的史官。

kube-apiserver：负责处理接收请求的工作

Node：负责维护运行的 Pod 并提供 Kubernetes 运行环境。看做军队。

kubelet： 会在集群中每个节点（node）上运行。 它保证容器（containers）都运行在 Pod 中。看做当前军队的将军。

kube-proxy：集群中每个节点（node）上所运行的网络代理，kube-proxy 维护节点上的一些网络规则， 这些网络规则会允许从集群内部或外部的网络会话与 Pod 进行网络通信。看做通讯兵。

一天、蜀汉高层在朝堂之上决定北伐中原，史官etcd将这件事记录了下来，军事诸葛亮sched开始进行调度，决定由节点3赵子龙的部队进攻。传令兵api-server会将命令传给当前节点kubelet的将军子龙。并且kube-proxy传令兵与其他军队保持联系，进行通信。

可能这个例子在某些方面不是很合适，大家看下适当理解就好。