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k8s入门

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2022-05-11 / 0 评论 / 0 点赞 / 55 阅读 / 2,115 字
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本文最后更新于 2022-05-11,若内容或图片失效,请留言反馈。部分素材来自网络,若不小心影响到您的利益,请联系我们删除。
  1. 什么是k8s?
    K8S是负责自动化运维管理多个Docker程序的集群
  2. 为什么是k8s?
    试想下传统的后端部署办法:把程序包(包括可执行二进制文件、配置文件等)放到服务器上,接着运行启动脚本把程序跑起来,同时启动守护脚本定期检查程序运行状态、必要的话重新拉起程序。
    有问题吗?显然有!最大的一个问题在于:如果服务的请求量上来,已部署的服务响应不过来怎么办?传统的做法往往是,如果请求量、内存、CPU超过阈值做了告警,运维马上再加几台服务器,部署好服务之后,接入负载均衡来分担已有服务的压力。
    问题出现了:从监控告警到部署服务,中间需要人力介入!那么,有没有办法自动完成服务的部署、更新、卸载和扩容、缩容呢?
    这,就是K8S要做的事情:自动化运维管理Docker(容器化)程序。
  3. k8s怎么做?
    我们先从宏观架构上来学习K8S的设计思想,如图所示

    K8S是属于主从设备模型(Master-Slave架构),即有Master节点负责核心的调度、管理和运维,Slave节点则在执行用户的程序。但是在K8S中,主节点一般被称为Master Node或者Head Node(本文采用Master Node称呼方式),而从节点则被称为Worker Node或者Node(本文采用Worker Node称呼方式)。
    要注意一点:Master Node和Worker Node是分别安装了K8S的Master和Woker组件的实体服务器,每个Node都对应了一台实体服务器(虽然Master Node可以和其中一个Worker Node安装在同一台服务器,但是建议Master Node单独部署),所有Master Node和Worker Node组成了K8S集群,同一个集群可能存在多个Master Node和Worker Node。

首先来看Master Node都有哪些组件:

  • API Server。K8S的请求入口服务。API Server负责接收K8S所有请求(来自UI界面或者CLI命令行工具),然后,API Server根据用户的具体请求,去通知其他组件干活。
  • Scheduler。K8S所有Worker Node的调度器。当用户要部署服务时,Scheduler会选择最合适的Worker Node(服务器)来部署。
  • Controller Manager。K8S所有Worker Node的监控器。Controller Manager有很多具体的Controller,在文章Components of Kubernetes Architecture中提到的有Node Controller、Service Controller、Volume Controller等。Controller负责监控和调整在Worker Node上部署的服务的状态,比如用户要求A服务部署2个副本,那么当其中一个服务挂了的时候,Controller会马上调整,让Scheduler再选择一个Worker Node重新部署服务。
  • etcd。K8S的存储服务。etcd存储了K8S的关键配置和用户配置,K8S中仅API Server才具备读写权限,其他组件必须通过API Server的接口才能读写数据(见Kubernetes Works Like an Operating System)。

接着来看Worker Node的组件,笔者更赞同HOW DO APPLICATIONS RUN ON KUBERNETES文章中提到的组件介绍:

  • Kubelet。Worker Node的监视器,以及与Master Node的通讯器。Kubelet是Master Node安插在Worker Node上的“眼线”,它会定期向Worker Node汇报自己Node上运行的服务的状态,并接受来自Master Node的指示采取调整措施。
  • Kube-Proxy。K8S的网络代理。私以为称呼为Network-Proxy可能更适合?Kube-Proxy负责Node在K8S的网络通讯、以及对外部网络流量的负载均衡。
  • Container Runtime。Worker Node的运行环境。即安装了容器化所需的软件环境确保容器化程序能够跑起来,比如Docker Engine。大白话就是帮忙装好了Docker运行环境。
  • Logging Layer。K8S的监控状态收集器。私以为称呼为Monitor可能更合适?Logging Layer负责采集Node上所有服务的CPU、内存、磁盘、网络等监控项信息。
  • Add-Ons。K8S管理运维Worker Node的插件组件。有些文章认为Worker Node只有三大组件,不包含Add-On,但笔者认为K8S系统提供了Add-On机制,让用户可以扩展更多定制化功能,是很不错的亮点。

总结来看,K8S的Master Node具备:请求入口管理(API Server),Worker Node调度(Scheduler),监控和自动调节(Controller Manager),以及存储功能(etcd);而K8S的Worker Node具备:状态和监控收集(Kubelet),网络和负载均衡(Kube-Proxy)、保障容器化运行环境(Container Runtime)、以及定制化功能(Add-Ons)。

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