Kubernetes核心概念与组件详解
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“kubernetes整理知识点.pdf” Kubernetes 是一个领先的容器编排系统,它从早期的服务编排系统发展而来,如 Docker Compose、Swarm 和 Docker Machine,以及 Mesos 和 Marathon。Kubernetes(简称 k8s)的目标是管理和自动化容器化的应用程序在集群中的部署、扩展和运行。 集群节点在 Kubernetes 中扮演着核心角色,它们聚合了所有节点的 CPU 和内存资源,能够自动选择合适的节点来运行工作负载。每个节点都包含以下组件: 1. kubelet:它是节点和主控节点之间的代理,负责注册节点、监听并执行主控节点分配的任务。 2. kube-proxy:监控 Kubernetes Service 的变化,并将这些变化转换为节点上的网络规则(例如 iptables 规则)。 3. container runtime:如 Docker,用于运行容器,Kubernetes 也支持其他容器实现,如 rkt。 主控节点由以下几个关键组件构成: 1. API server:接收并处理来自客户端(如 kubectl)的请求,将数据存储在 etcd 中。 2. scheduler:负责调度 Pod,为它们找到合适的节点来运行。 3. controller manager:监控并执行控制器的循环操作,如 ReplicaSet、Deployment 等。 4. etcd:一个分布式的键值存储,保存整个集群的状态和配置。 5. 证书:有五套证书,用于内部和外部服务间的安全通信。 Kubernetes 提供了附加组件来增强其功能,例如: 1. DNS (kube-dns 或 CoreDNS):用于解析 Service 域名,使得服务发现变得简单。 2. CNI (Container Network Interface):如 Flannel、Calico 和 Canal,提供网络连接和策略,使 Pod 在不同的网络环境中通信。 3. Flannel:一种简单的网络解决方案,提供叠加网络,但不支持网络策略。 4. Calico:提供更复杂的网络配置和网络策略,使用三层隧道网络。 5. Canal:结合 Flannel 和 Calico 的特性。 6. Weave:支持网络策略的网络插件。 7. Web UI (Kubernetes Dashboard):用于图形化界面管理集群。 8. Container Resource Monitoring:监控容器资源使用情况。 9. Cluster-Level Logging:集群级别的日志收集和分析。 在 Kubernetes 中,常见的对象包括: 1. Workloads: - Pod:最小的管理单位,一组共享 UTS、Network、IPC 名称空间的容器(可选共享 PID,但默认关闭)。 - ReplicaSet:确保特定数量的 Pod 副本运行。 - Deployment:管理 ReplicaSet,用于控制 Pod 运行的版本和更新策略。 - StatefulSet:处理需要稳定持久身份和有序部署/扩展/删除的应用。 - DaemonSet:确保每个节点上至少运行一个 Pod 的副本。 - Job:执行一次性的任务,直到完成。 - CronJob:按预定义的时间表定期运行 Job。 2. Service:提供对一组 Pod 的稳定访问,即使 Pod IP 可能不断变化。服务提供负载均衡和持久性,允许应用程序通过服务名进行通信,而无需关心底层 Pod 的细节。 Kubernetes 的服务发现和负载均衡机制通过创建 Service 对象来实现,这个对象抽象了 Pod 的集合,通过 Label Selector 来选择要服务的 Pod。Service 可以有多种类型,如 ClusterIP、NodePort、LoadBalancer 等,以适应不同的网络环境和需求。 Kubernetes 是一个强大的工具,它提供了丰富的功能来管理容器化的应用程序,包括自动伸缩、自我修复、服务发现、负载均衡以及资源监控。理解和掌握 Kubernetes 的这些知识点对于构建和运维现代化的云原生应用至关重要。
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