Kubernetes的概述：

一．Kubernetes是什么

●Kubernetes是Google在2014年开源的一个容器集群管理系统，Kubernetes简称K8S

●K8S用于容器化应用程序的部署，扩展和管理

●K8S提供了容器编排，资源调度，弹性伸缩，部署管理，服务发现等一系类功能

●Kubernetes目标是让部署容器化应用简单高效

二．Kubernetes特性

●自我修复：

• 在节点故障时重新启动失败的容器，替换和重新部署，保证预期的副本数量；杀死健康检查失败容器，并且在未准备之前不会处理客户端请求，确保上线服务不中断，

●弹性伸缩：

• 使用命令，UI或者基于CPU使用情况自动快速扩容和伸缩应用程序实例，保证应用业务高峰并发时的高可用性：业务低峰时回收资源，以最小成本运行服务

●自动部署和回滚：

• K8S采用滚动更新策略更新应用，一次更新一个Pod，而不是同时删除所有Pod，如果更新过程中出现问题，将回滚更改，确保升级不受影响业务

●服务发现和负载均衡：

• K8S为多个容器提供一个统一访问入口（内部IP地址和一个DNS名称），并且负载均衡关联的所有容器，使得用户无需考虑容器IP问题。

●机密和配置管理：

• 管理机密数据和应用程序配置，而不需要把敏感数据暴露在镜像里，提高敏感数据安全性。并可以将一些常用的配置存储在K8S中，方便应用程序使用

●存储编排：

• 挂载外部存储系统，无论是来自本地存储，公有云（如AWS），还是网络存储（如NFS，GlusterFS,Ceph）都作为集群资源的一部分使用，极大提高存储使用灵活性

●批处理：

• 提供一次性任务，定时任务，满足批量数据处理和分析的场景

三．自动部署的方式

蓝绿部署

●分为两个可用区，当进行更新时，会先停止可用区A的容器并更新，不会停掉B区的功能，让服务区B的容器去接待服务，当A区更新完毕测试能否通过负载均衡调度A区的主机，如果A区的主机能够进行访问，会将B区主机停止去更新，让A区上线

灰度部署（俗称金丝雀）

就是滚动式更新；适用于在线节点不能断的，体量大的

• 滚动更新的部署方式：先创建一个新容器，将第一个旧容器换下来，将新容器换上去，然后再去更新第二个容器，滚动更新会出现有人访问的是旧网站，有人访问的是新网站，这是很正常的现象，但时间不会很长，因为在更新
  

四．Kubernetes集群架构与组件

master端：
●Kubectl:管理人员操作的命令，提供服务的是node节点里面跑的container容器

●管理员访问入口：

●Auth:对管理员进行身份验证（验证是否具备管理权限）

●API Server:核心；管理端的唯一访问入口，所有的node节点安排都听从API Server，它是一种node节点管理和任务分配机制；各组件协调者，以RESTful API提供接口服务，所有对象资源的增删改查和监听操作都交给APIServer处理后再提交给Etcd存储；有一个点注意：当API Server宕掉后，只要后面node节点没宕掉，客户还是可以访问的

●Etcd：分布式键值存储系统。用于保存集群状态数据，比如Pod Server等对象信息
理解为记账本（记录集群的所有信息）具有自动发现的功能，当创建一个新的资源信息，但是Etcd里面没有记录了，那就是API出现了问题

●Controller-manager:控制资源的定义（无状态还是有状态），处理集群中常规后台任务，一个资源对应一个控制器，而ControllerManger就是负责管理这些控制台的

●Scheduler:调度器（调度算法）：根据调度算法为新创建的Pod选择一个Node节点，可以任意部署，可以部署再同一个节点上，也可以部署在不同的节点上；理解为：资源创建好后，API交给它，让他监测后面节点的状况，对健康状态进行统计，然后通过调度算法决定分配任务给后面的某个节点，并且告诉API服务适合创建在哪个节点上，API会再次将信息记录在Etcd当中，注意：当人为指定了服务创建在哪个节点，就不需要scheduler去调度

node端：

●客户端访问的入口：

●Kubelet:master端的执行代理，是Master在Node节点上的Agent，管理本机运行容器的生命周期，比如创建容器，Pod挂载数据卷，下载secret，获取容器和节点状态等工作。kubelet将每个Pod转换成一组容器

●Pod:基本管理单元可以理解为容器的集合；一个Pod可以跑多个容器，但是生产环境中一个POD只跑一个容器；管理docker容器的

●Kube-proxy:在Node节点上实现Pod网络代理，维护网络规划和四层负载均衡工作

●Docker或rocket：容器引擎，运行容器

五．Kubernetes核心概念

●Pod：

• 最小部署单元
• 一个组容器的集合
• 一个Pod中的容器共享网络命名空间
• Pod是短暂的，没有重启的说法

●Controllers：

• ReplicaSet：确保预期的Pod副本数量
• Deployment:无状态应用部署
• StatefulSet:有状态应用部署
• DaemonSet:确保所有Node运行同一个Pod
• Job:一次性任务
• Cronjob:定时任务
• 更高级层次对象，部署和管理Pod

●Service：

• 防止Pod失联
• 定义一组Pod的访问策略

●Label:

• 标签，附加到某个资源上的，用于关联对象，查询和筛选

●Namespaces:

• 命名空间，将对象逻辑上隔离

●Annotations:

• 注释

六．官方提供的三种部署方式

●Minikube

• Minikube是一个工具，可以在本地快速运行一个单点的kubernetes,仅用于尝试kubernetes或日常开发的用户使用

●Kubeadm

• Kubeadm也是一个工具，提供kubeadm init和kubeadm join,用于快速部署kubernetes集群

●二进制包

• 推荐，从官下载发行版的二进制包，手动部署每个组件，组成kubernetes集群
  
  ●自签SSL证书
  
  ●Node安装Docker
  

七．Flannel容器集群网络部署

●Overlay Network:覆盖网络，在基础网络上叠加的一种虚拟网络技术模式，该网络中的主机通过虚拟链路连接起来，真实的物理网络基础上架出虚拟网络

●VXLAN:将源数据包装封装到UDP，并使用基础网络的IP/MAC作为外层报文头进行封装，然后在以太网上传输，到达目的地后由隧道端点解封装并将数据发送给目标地址

●Flannel:是Overlay网络的一种，也是将数据包封装在另一个网络包里面进行路由转发和通信，目前已经支持UDP，VXLAN,AWS VPC和GCE路由等数据转发方式

●容器封装过程：
1.现在有一个有效数据：“hellow world”；传给对方节点的容器，必须先封装IP包头（属于虚拟网络）flannel帮忙封装的，前面会有虚拟IP对应的MAC地址封装；（这种也是同一节点的两个容器互通的过程）

2.和其他节点的容器通讯，就需要再封装一层物理IP（ens33网络地址）+物理IP对应的MAC地址

3.到目标节点时，就会将物理层脱掉，留下flannel能识别的信息

4.flannel组件会将虚拟IP的那层脱掉，之后就剩下有效数据

所以真正的有效数据只有后面三层