🔍
📢

k8s/Kubernetes运维基本概念简单描述

在k8s中,有各种各样的概念和术语。这些概念是必须要学习和掌握的。

大概说一下这些概念:

  • Master: k8s的主控组件,对应的对象是node。
  • Node: 是k8s集群的机器节点,相当于master-node。一个node就对应一个具体的物理机或者虚拟机。
  • Container: 是一个镜像容器,一个container是一个镜像实例
  • Pod: 是k8s集群的最小单元,一个pod可以包含一个或者多个container
  • Service: 多个相同的pod组成一个服务,统一对外提供服务。
  • Volume: 存储卷,pod对外暴露的共享目录,它可以挂载在宿主机上,这样就能让同node上多个pod共享一个目录。
  • Replication Controller: 用于控制pod集群的控制器,可以制定各种规则来让它控制一个service中的多个pod的创建和消亡, 很多地方简称为rc。
  • Namespace: 命名空间,用于将一个k8s集群隔离成不同的空间,pod, service, rc, volume 都可以在创建的时候指定其namespace。
  • StatefulSet: 有状态集群,比如一个主从的mysql集群就是有状态集群,需要先启动主再启动从,这就是一种有状态的集群。
  • Persistent Volume: 持久存储卷。之前说的volume是挂载在一个pod上的,多个pod(非同node)要共享一个网络存储,就需要使用持久存储卷,简称为pv。
  • Persistent Volume Claim: 持久存储卷声明。他是为了声明pv而存在的,一个持久存储,先申请空间,再申明,才能给pod挂载volume,简称为pvc。
  • Label: 标签。我们可以给大部分对象概念打上标签,然后可以通过selector进行集群内标签选择对象概念,并进行后续操作。
  • Secret: 私密凭证。密码保存在pod中其实是不利于分发的。k8s支持我们创建secret对象,并将这个对象打到pod的volume中,pod中的服务就以文件访问的形式获取密钥。
  • EndPoint: 用于记录 service 和 pod 访问地址的对应关系。只有 service 配置了 selector, endpoint controller 才会自动创建endpoint对象。

如果不理解没啥关系,看一遍有印象下,下面我们一个个琢磨琢磨。

master

k8s的master节点上有三个进程,它们都是以docker的形式存在的。我们在k8s的master节点看docker ps 就可以看到这几个进程:

8824aad1ee95        e851a7aeb6e8                     "kube-apiserver --ad…"   3 days ago          Up 3 days                               k8s_kube-apiserver_kube-apiserver-docker-for-desktop_kube-system_f23c0965aad6df9f61b1c9c4bb953cf5_0
a9ce81ec9454        978cfa2028bf                     "kube-controller-man…"   3 days ago          Up 3 days                               k8s_kube-controller-manager_kube-controller-manager-docker-for-desktop_kube-system_1dc44822f21a9cbd68cc62b1a4684801_0
85da3f6e700f        d2c751d562c6                     "kube-scheduler --ad…"   3 days ago          Up 3 days                               k8s_kube-scheduler_kube-scheduler-docker-for-desktop_kube-system_b6155a27330304c86badfef38a6b483b_0

其中的 apiserver 是提供 k8s 的 rest api 服务的进程。当然它也包括了 restapi 的权限认证机制。 k8s 的 apiserver 提供了三种权限认证机制:

  • https
  • http + token
  • http + base(username + password)

我们也可以通过使用kubectl proxy 在 master 上来创建一个代理,从而外部可以访问这个 k8s 集群。

kube-controller-manager 是用来管理所有的 controller 的。之前我们说的 Replication Controller 就是一种管控 Pod 副本的Controller, 其他相关的 Controller 还有:

  • Replication Controller
  • Node Controller: 实时获取Node的相关信息,实现管理和监控集群中的各个Node节点的相关控制功能
  • ResourceQuota Controller: 确保指定的资源对象在任何时候都不会超量占用系统物理资源
  • NameSpace Controller: 定时通过API Server读取这些Namespace信息
  • ServiceAccount Controller: 监听Service变化,如果是一个LoadBalancer类型的Service,则确保外部的云平台上对该Service对应的LoadBalancer实例被相应地创建、删除及更新路由转发表
  • Token Controller
  • Service Controller
  • EndPoint Controller : Service 和选择 Pod 的对应关系。

kube-scheduler 负责 Pod 调度,接收 Controller Manager 创建的新的Pod,为其选择一个合适的Node,并且在Node上创建Pod。

一个k8s集群只有一个master节点,所以 master 节点的高可用性是一个问题,一旦 master 节点挂了,整个集群也就挂了。这点真有点神奇。所以网上关于搭建高可用的k8s Master 节点的方案有很多。

Node

Node 是 k8s 的工作节点,Node 一般是一个虚拟机或者物理机,每个 node 上都运行三个服务:

  • docker
  • kubelet
  • kube-proxy

docker 就是 docker server,它提供

kubelet 是一个管理系统,它管理本个node上的容器的生命周期。它主要功能就是定时从某个地方获取节点上pod/container的期望状态,并调用对应的容器平台接口,来达成这个状态。它可以设置 http 监控,命令行监控等方式。

kube-proxy 是管理 service 的访问入口,包括集群内 pod 到 service 的访问,以及集群外访问service。

可用性

其实k8s自身的可用性是比较弱的,如果master挂了,那么master上的三个服务也就挂了。node挂了,如果node上的pod是被 controller控制住的话,controller会在其他node上启动对应的pod。