入门Kubernetes -基础概念

一、Kubernetes概述

　Kubernetes ，又称为 k8s（首字母为 k、首字母与尾字母之间有 8 个字符、尾字母为 s，所以简称 k8s）或者简称为 "kube" ，是一个可移植的、可扩展的开源平台，用于管理容器化的工作负载和服务，可促进声明式配置和自动化。 Kubernetes 拥有一个庞大且快速增长的生态系统。Kubernetes 的服务、支持和工具广泛可用。

　k8s作用：

• 服务发现和负载均衡

  Kubernetes 可以使用 DNS 名称或自己的 IP 地址公开容器，如果进入容器的流量很大， Kubernetes 可以负载均衡并分配网络流量，从而使部署稳定。

• 存储编排

  Kubernetes 允许你自动挂载你选择的存储系统，例如本地存储、公共云提供商等。

• 自动部署和回滚

  你可以使用 Kubernetes 描述已部署容器的所需状态，它可以以受控的速率将实际状态 更改为期望状态。例如，你可以自动化 Kubernetes 来为你的部署创建新容器， 删除现有容器并将它们的所有资源用于新容器。

• 自动完成装箱计算

  Kubernetes 允许你指定每个容器所需 CPU 和内存（RAM）。 当容器指定了资源请求时，Kubernetes 可以做出更好的决策来管理容器的资源。

• 自我修复

  Kubernetes 重新启动失败的容器、替换容器、杀死不响应用户定义的 运行状况检查的容器，并且在准备好服务之前不将其通告给客户端。

• 密钥与配置管理

  Kubernetes 允许你存储和管理敏感信息，例如密码、OAuth 令牌和 ssh 密钥。 你可以在不重建容器镜像的情况下部署和更新密钥和应用程序配置，也无需在堆栈配置中暴露密钥

　k8s不支持:　　

• 不限制支持的应用程序类型。 Kubernetes 旨在支持极其多种多样的工作负载，包括无状态、有状态和数据处理工作负载。 如果应用程序可以在容器中运行，那么它应该可以在 Kubernetes 上很好地运行。
• 不部署源代码，也不构建你的应用程序。 持续集成(CI)、交付和部署（CI/CD）工作流取决于组织的文化和偏好以及技术要求。
• 不提供应用程序级别的服务作为内置服务，例如中间件（例如，消息中间件）、 数据处理框架（例如，Spark）、数据库（例如，mysql）、缓存、集群存储系统 （例如，Ceph）。这样的组件可以在 Kubernetes 上运行，并且/或者可以由运行在 Kubernetes 上的应用程序通过可移植机制（例如， 开放服务代理）来访问。
• 不要求日志记录、监视或警报解决方案。 它提供了一些集成作为概念证明，并提供了收集和导出指标的机制。
• 不提供或不要求配置语言/系统（例如 jsonnet），它提供了声明性 API， 该声明性 API 可以由任意形式的声明性规范所构成。
• 不提供也不采用任何全面的机器配置、维护、管理或自我修复系统。
• 此外，Kubernetes 不仅仅是一个编排系统，实际上它消除了编排的需要。 编排的技术定义是执行已定义的工作流程：首先执行 A，然后执行 B，再执行 C。 相比之下，Kubernetes 包含一组独立的、可组合的控制过程， 这些过程连续地将当前状态驱动到所提供的所需状态。 如何从 A 到 C 的方式无关紧要，也不需要集中控制，这使得系统更易于使用 且功能更强大、系统更健壮、更为弹性和可扩展。

　k8s组件：　

　　一个 Kubernetes 集群包含 集群由一组被称作节点的机器组成。这些节点上运行 Kubernetes 所管理的容器化应用。集群具有至少一个工作节点。 

　　工作节点托管作为应用负载的组件的 Pod 。控制平面管理集群中的工作节点和 Pod 。 为集群提供故障转移和高可用性，这些控制平面一般跨多主机运行，集群跨多个节点运行。

　　　下图展示了包含所有相互关联组件的 Kubernetes 集群。 

二、相关术语

　1、主机（Master）： 用于控制 Kubernetes 节点的计算机。所有任务分配都来自于此。

　kube-apiserver：API 服务器是 Kubernetes 控制面的组件， 该组件公开了 Kubernetes API。 API 服务器是 Kubernetes 控制面的前端。

　kube-scheduler：控制平面组件，负责监视新创建的、未指定运行节点（node）的 Pods，选择节点让 Pod 在上面运行

　etcd：etcd 是兼具一致性和高可用性的键值数据库，可以作为保存 Kubernetes 所有集群数据的后台数据库。

　kube-scheduler：负责监视新创建的、未指定运行节点（node）的 Pods，选择节点让 Pod 在上面运行。

　kube-controller-manager：控制器管理组件，控制器包括

• 节点控制器（Node Controller）: 负责在节点出现故障时进行通知和响应。
• 副本控制器（Replication Controller）: 负责为系统中的每个副本控制器对象维护正确数量的 Pod。
• 端点控制器（Endpoints Controller）: 填充端点(Endpoints)对象(即加入 Service 与 Pod)。
• 服务帐户和令牌控制器（Service Account & Token Controllers）: 为新的命名空间创建默认帐户和 API 访问令牌

　2、节点（Node）：负责执行请求和所分配任务的计算机。由 Kubernetes 主机负责对节点进行控制。

　容器集（Pod）：被部署在单个节点上的，且包含一个或多个容器的容器组。同一容器集中的所有容器共享同一个 IP 地址、IPC、主机名称及其它资源。容器集会将网络和存储从底层容器中抽象出来。

　复制控制器（Replication controller）：用于控制应在集群某处运行的完全相同的容器集副本数量。

　服务（Service）：将工作内容与容器集分离。Kubernetes 服务代理会自动将服务请求分发到正确的容器集——无论这个容器集会移到集群中的哪个位置，甚至可以被替换掉。

　Kubelet：运行在节点上的服务，可读取容器清单（container manifest），确保指定的容器启动并运行。

　kubectl： Kubernetes 的命令行配置工具。

三、环境准备

　由于Cenos环境问题，本次验证先采用本地windows docker 中启用k8s做验证

　1、安装Docker for Windows 

　2、启用k8s，进入docker设置界面

 　3、重启：docker 服务 ，左下角：Kubernetes 状态为running，则表示k8s集群已运行起来

　 4、启动Kubernetes dashboard　　　

　　下载镜像：

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/kubernetes/dashboard/v2.0.4/aio/deploy/recommended.yaml
或
kubectl create -f kubernetes-dashboard.yaml --需要下载 https://github.com/AliyunContainerService/k8s-for-docker-desktop/tree/v1.18.8

　　检查 kubernetes-dashboard 应用状态

kubectl get pod -n kubernetes-dashboard

　　开启 API Server 访问代理

kubectl proxy

　　访问地址：http://localhost:8001/api/v1/namespaces/kubernetes-dashboard/services/https:kubernetes-dashboard:/proxy/

 　   获取token:　　　　

$TOKEN=((kubectl -n kube-system describe secret default | Select-String "token:") -split " +")[1]
kubectl config set-credentials docker-for-desktop --token="${TOKEN}"
echo $TOKEN

 　　输入token进入管理界面，查看k8s相关信息

四、过程问题

　问题：当启用k8s后，重启docker服务后，Kubernetes 状态一直为：starting

　解决办法：https://developer.aliyun.com/article/672675　　

五、其他：

　本次只对k8s基础了解，还需要对它的相关应用进一步，学习了解相关：Pod、Service、现有项目实际部署；才能真正对相关内容有更加深入的认识相关内容

　在官网中也可以在线学习相关基础知识和操作还是比较好

参考：

　中文官网：https://kubernetes.io/zh/docs/concepts/overview/what-is-kubernetes/

　k8s在线学习：https://kubernetes.io/zh/docs/tutorials/kubernetes-basics/

　k8s启用：https://developer.aliyun.com/article/672675