深入浅出Kubernetes(k8s)最新动态分析

资源摘要信息: "Kubernetes (k8s) 是一个开源的容器编排平台，用于自动化部署、扩展和管理容器化应用程序。k8s由Google推出，现在由云原生计算基金会（CNCF）维护。它已经成为容器编排的事实标准，为大规模容器化应用提供了自动化的部署、调度和运维。" 1. Kubernetes核心概念 Kubernetes 通过一系列抽象概念来管理容器化应用。核心概念包括节点(Node)、Pod、副本控制器(Replication Controller)、服务(Service)、部署(Deployment)、持久化存储(Persistent Volume)等。 2. 架构组件 Kubernetes集群由主节点 MASTER 和工作节点 WORKER组成。主节点负责整个集群的管理和控制，工作节点则运行用户的工作负载。主节点包含API服务器、调度器、控制器管理器和etcd（键值存储数据库，保存集群状态信息）等组件。 3. Pod Pod是Kubernetes中的基本部署单元，它封装了一个或多个容器（通常是Docker容器）、存储资源、唯一的网络IP以及关于如何运行容器的规范。Pod是短暂的，通常在节点上以短暂的生命周期运行，可以进行副本控制器管理。 4. 副本控制器(Replication Controller)和副本集(ReplicaSet) 副本控制器用来保证集群中运行着指定数量的Pod副本。它通过监控集群状态确保任何时候都有足够数量的Pod副本在运行。副本集是副本控制器的升级版本，提供更复杂的编排功能。 5. 服务(Service) 服务是定义一组Pod访问策略的抽象，它通过标签选择器将一组具有相同功能的Pod组合起来，提供一个稳定的虚拟IP（VIP）和DNS名称，并且可以负载均衡访问这些Pod。 6. 部署(Deployment) 部署是管理Pod和副本集的更高级别的抽象，它支持声明式更新。用户通过部署可以描述应用的期望状态， Deployment控制器会改变实际状态到期望状态。 7. 持久化存储(Persistent Volume) 在Kubernetes中，为了实现数据的持久化，引入了持久化存储的概念。持久化存储通过Persistent Volume (PV)和Persistent Volume Claim (PVC)来实现，PV定义存储的实现细节，而PVC是用户对存储资源的需求声明。 8. 配置管理 Kubernetes使用ConfigMap和Secrets来管理配置信息和敏感信息。ConfigMap用于管理非敏感配置信息，可以将配置信息挂载到容器内部。Secrets用于管理敏感信息，如密码、OAuth令牌和ssh密钥等。 9. Ingress 控制器 Ingress是暴露集群内服务给外部访问的一种方式。Ingress定义了规则，将外部请求路由到集群内的服务。Ingress控制器负责实现这些规则。 10. Kubernetes网络 Kubernetes的网络模型是所有Pod在同一个扁平网络空间内，Pod之间可以直接通信。节点上运行的Pod可以通过标准的端口号直接访问。 11. 集群监控与日志 Kubernetes通过内置的监控与日志功能，如Heapster和Kibana等，来监控集群和应用的性能和状态。现在越来越多的用户使用Prometheus和Elasticsearch等工具来替代。 12. 自动伸缩 Kubernetes支持自动伸缩功能，包括水平Pod自动伸缩（Horizontal Pod Autoscaling）和集群自动伸缩（Cluster Autoscaler）。HPA可以根据资源利用率自动调整副本数量，而CA可以根据负载来调整集群规模。 13. 资源限制与QoS 在Kubernetes中，可以对Pod设置资源限制，确保容器使用CPU和内存不会超过设定的限制。此外，Kubernetes能够根据资源使用情况将Pod分为不同QoS等级，优先级低的Pod在资源紧张时会被首先终止。 14. 安全性 Kubernetes在安全方面提供了多种机制，包括基于角色的访问控制（RBAC）、网络策略（Network Policies）和安全上下文（Security Context）等，以确保集群的安全运行。 通过理解和掌握以上知识点，可以对Kubernetes有一个全面的认识，进而在云原生应用部署、管理和维护方面更有效地工作。