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K8s - Kubernetes重要概念介绍（Cluster、Master、Node、Pod、Controller、Service、Namespace）

作者：hangge | 2019-07-11 08:10
    Kubernetes 是目前发展最快、市场占有率最高的容器编排引擎产品，并且还在快速地开发和迭代之中。我们在学习 Kubernetes 之前，需要理解它的几个重要概念，它们是组成 Kubernetes 集群的基石。

一、Cluster、Master、Node 介绍

1，Cluster


2，Master

  • Master 是 Cluster 的大脑，它的主要职责是调度，即决定将应用放在哪里运行。
  • Master 运行 Linux 操作系统，可以是物理机或者虚拟机。
  • 为了实现高可用，可以运行多个 Master。

3，Node

  • Node 的职责是运行容器应用。
  • Node 由 Master 管理，Node 负责监控并汇报容器的状态，并根据 Master 的要求管理容器的生命周期。
  • Node 运行在 Linux 操作系统，可以是物理机或者是虚拟机。

二、Pod 介绍

1，Pod

  • Pod 是 Kubernetes 的最小工作单元。
  • 每个 Pod 包含一个或多个容器。Pod 中的容器会作为一个整体被 Master 调度到一个 Node 上运行。

2，Kubernetes 引入 Pod 的两个目的

（1）可管理性
  • 有些容器天生就是需要紧密联系，一起工作。Pod 提供了比容器更高层次的抽象，将它们封装到一个部署单元中。
  • Kubernetes 以 Pod 为最小单位进行调度、扩展、共享资源、管理生命周期。

（2）通信和资源共享
  • Pod 中的所有容器使用同一个网络 namespace，即相同的 IP 地址和 Port 空间。它们可以直接用 localhost 通信。
  • 同样的，这些容器可以共享存储，当 Kubernetes 挂载 volume 到 Pod，本质上是将 volume 挂载到 Pod 中的每一个容器。

3，Pod 的两种使用方式

（1）运行单一容器
  • one-container-per-Pod 是 Kubernetes 最常见的模型，这种情况下，只是将单个容器简单封装成 Pod。
  • 即便是只有一个容器，Kubernetes 管理的也是 Pod 而不是直接管理容器。

（2）运行多个容器
  • 对于那些联系非常紧密，而且需要直接共享资源的容器，应该放在一个 Pod 中。
  • 比如下面这个 Pod 包含两个容器：一个 File Puller，一个是 Web Server。File Puller 会定期从外部的 Content Manager 中拉取最新的文件，将其存放在共享的 volume 中。Web Server 从 volume 读取文件，响应 Consumer 的请求。这两个容器是紧密协作的，它们一起为 Consumer 提供最新的数据；同时它们也通过 volume 共享数据。所以放到一个 Pod 是合适的。

三、Controller

1，基本介绍

    Kubernetes 通常不会直接创建 Pod，而是通过 Controller 来管理 Pod 的。Controller 中定义了 Pod 的部署特性，比如有几个副本，在什么样的 Node 上运行等。为了满足不同的业务场景，Kubernetes 提供了多种 Controller，包括 Deployment、ReplicaSet、DaemonSet、StatefuleSet、Job 等。

2，各个 Controller 介绍

（1）Deployment
  • Deployment 是最常用的 Controller，比如我们可以通过创建 Deployment 来部署应用的。
  • Deployment 可以管理 Pod 的多个副本，并确保 Pod 按照期望的状态运行。

（2）ReplicaSet
  • ReplicaSet 实现了 Pod 的多副本管理。
  • 使用 Deployment 时会自动创建 ReplicaSet，也就是说 Deployment 是通过 ReplicaSet 来管理 Pod 的多个副本，我们通常不需要直接使用 ReplicaSet。

（3）DaemonSet
  • DaemonSet 用于每个 Node 最多只运行一个 Pod 副本的场景。正如其名称所揭示的，DaemonSet 通常用于运行 daemon。

（4）StatefuleSet
  • StatefuleSet 能够保证 Pod 的每个副本在整个生命周期中名称是不变的。而其他 Controller 不提供这个功能，
  • 当某个 Pod 发生故障需要删除并重新启动时，Pod 的名称会发生变化。同时 StatefuleSet 会保证副本按照固定的顺序启动、更新或者删除。

（5）Joba
  • Job 用于运行结束就删除的应用。而其他 Controller 中的 Pod 通常是长期持续运行。

四、Service、Namespace

1，Service

  • Deployment 可以部署多个副本，每个 Pod 都有自己的 IP。而 Pod 很可能会被频繁地销毁和重启，它们的 IP 会发生变化，用 IP 来访问 Deployment 副本不太现实。
  • Service 定义了外界访问一组特定 Pod 的方式。Service 有自己的 IP 和端口，Service 为 Pod 提供了负载均衡。

2，Namespace

（1）Namespace 可以将一个物理的 Cluster 逻辑上划分成多个虚拟 Cluster，每个 Cluster 就是一个 Namespace。不同 Namespace 里的资源是完全隔离的。
（2）Kubernetes 默认创建了两个 Namespace：
  • default：创建资源时如果不指定，将被放到这个 Namespace 中。
  • kube-system：Kubernetes 自己创建的系统资源将放到这个 Namespace 中。
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