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【云计算•云原生】4.云原生之什么是Kubernetes

H4ppyD0g 2023-06-30 09:27:50
简介【云计算•云原生】4.云原生之什么是Kubernetes

Kubernetes概念

K8S就是Kubernetes,Kubernetes首字母为K,末尾为s,中间一共有8个字母,所以简称K8s。

它是一个为容器化应用提供集群部署和管理的开源工具,由 Google 开发。通过k8s可以使用配置文件轻松管理上千台机器。

k8s的部署配置文件和docker的dockerfile很类似,其内容描述了整个部署过程。

Kubernetes核心概念

集群

由多个节点组成的、共同对外提供服务的一个节点组,可添加或删除节点

pod

K8S 调度、管理的最小单位,一个 Pod 可以包含一个或多个容器,每个 Pod 有自己的虚拟IP。一个工作节点可以有多个 pod,主节点会考量负载自动调度 pod 到哪个节点运行。

如果一组应用紧耦合,那么他们应该在一个pod中编排

ConfigMap

微服务上线时根据不同服务需要有一些可变配置,为了实现对微服务各个节点的灵活配置,k8s内置支持微服务的配置configmap,将配置信息写入configmap,然后configmap以环境变量的方式注入到pod中,pod中的容器可以访问这些配置。

Kubernetes架构

架构中分为master/worker两个部分
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

master节点的组件

  • etcd: 负责存储k8s集群的状态数据、节点数据等
  • API server: 是操作etcd的唯一接口
  • Scheduler: 负责资源调度
  • Controler Manager: 集群状态的协调控制者,维护集群状态

worker节点组件

  • Controller Runtime: 下载镜像和容器的组件

  • kubelet: 与master节点上API server交互,负责管理worker节点上的组件,运行在集群中每个节点node上。注意他是一个进程而不是组件。

  • pod: K8S 调度、管理的最小单位,一个 Pod 可以包含一个或多个容器,每个 Pod 有自己的虚拟IP。一个工作节点可以有多个 pod,主节点会考量负载自动调度 pod 到哪个节点运行。

  • kube-proxy: 对pod进行寻址和负载均衡

用户操作 k8s 集群一般是通过 kubectl命令行工具或者 dashboard;

Pod 之间进行通讯是通过集群内部的覆盖网络 Overlay Network,外部流量想要进入集群访问 Pod 则是通过负载均衡 Load Balander 设备进行。

Kubernetes网络架构

k8s有四层网络,从上到下分别是

  • 外部接入网络(NodePort/LoadBalancer/Ingress)
  • service网络
  • pod网络
  • node节点网络

内部网络

节点网络用来保证master和worker,以及worker节点之间能够做正常寻址和通讯

pod之间通过pod网络(在节点网络之上)寻址和通信

不同节点之间的pod访问可以通过路由或者其他方式访问;节点的ip可能会随着关机挂起而改变,需要service网络维护。

worker节点中的kubelet将信息传给master节点中的etcd来实现服务注册。

kube-DNS和kube-proxy获取etcd中的信息来实现服务发现。

kube-DNS保存serviceName->ClusterIP的信息。(service服务的ip叫ClusterIp)

ClusterIP并不是一成不变的,ServiceName是唯一的。

Kube-Proxy保存CluserIP->PodIP的信息。这样两层可以实现POD 在集群之间的网络连接。kube-proxy是集群中每个节点node上运行的网络代理。

外部网络

  • NodePort

将service暴露在节点网络上

  • LoadBalancer

将service暴露在节点网络上+负载均衡

  • Ingress

如果需要暴露在节点网络中的服务有很多,仅仅使用 load balancer 的话成本是很高的。Ingress 可以等价于反向代理或者网关,它的主要作用就是反向路由,它可以将多个 k8s 内部的服务同时暴露出去但仅需一个 load balancer。Ingress 还有一些其他功能如动态路由更新、安全认证、日志监控等。

k8s各端口含义

  • port: 是k8s集群内部访问service的端口,即通过clusterIP: port可以访问到某个service
  • nodePort: 是外部访问k8s集群中service的端口,通过nodeIP: nodePort可以从外部访问到某个service
  • targetPort: 是pod的端口,从port和nodePort来的流量经过kube-proxy流入到后端pod的targetPort上,最后进入容器
  • containerPort: 是pod内部容器的端口,targetPort映射到containerPort
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风语者!平时喜欢研究各种技术,目前在从事后端开发工作,热爱生活、热爱工作。