Kubernetes技术分享
kubernetes 技术指标
kubernetes 技术指标Kubernetes 技术指标在云计算时代，Docker的出现颠覆了应用程序开发与部署的模式。
然而，当应用程序数量庞大、规模巨大时，管理和调度成千上万个Docker容器变得困难而复杂。
为了解决这一问题，Kubernetes应运而生。
Kubernetes是一个开源的容器编排和管理平台，旨在简化容器集群的管理和应用程序的部署。
Kubernetes提供了丰富而强大的功能，使开发人员和运维人员能够轻松地管理和扩展容器化应用程序。
为了深入理解Kubernetes的性能和能力，我们将重点关注以下几个关键的技术指标。
1. 可扩展性Kubernetes的可扩展性是其最重要的特性之一。
它能够支持从单个节点到数千个节点的容器集群，而不会影响整体性能。
为了实现可扩展性，Kubernetes使用了一些关键的技术手段。
首先，它采用了分布式系统的架构，使得每个节点都能够独立地处理请求并管理容器。
其次，Kubernetes 使用了水平扩展的策略，即通过增加节点来扩展容器集群的规模。
此外，Kubernetes支持自动水平扩展，可以根据负载情况动态地调整容器的数量，从而满足应用程序的需求。
2. 高可用性Kubernetes提供了高可用性的容器化应用程序部署和管理解决方案。
它通过使用多个节点和副本来防止单点故障，并确保应用程序的连续可用性。
例如，Kubernetes使用了Pod的概念，将一个或多个容器组合在一起部署到集群中的多个节点上。
如果某个节点发生故障，Kubernetes会自动将受影响的Pod重新调度到其他健康的节点上，以确保应用程序的正常运行。
此外，Kubernetes还提供了故障检测和自动恢复的功能，能够在节点或容器故障时及时发现和处理问题。
3. 自动化管理Kubernetes通过实现一系列的自动化功能，使得容器的部署和管理变得更加简单和高效。
首先，Kubernetes提供了一个强大的调度器，能够根据资源的可用性和应用程序的需求，智能地将容器调度到合适的节点上。
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3. Kubernetes Scheduler（kube-scheduler），负责资源调度（Pod调度）的进程，相当于公 交公司的“调度室”
● K8s不仅仅支持Docker，还支持Rocket，这是另一种容器技术。 ● 全面拥抱微服务架构 ● 使用k8s我们系统可以随时的整体迁移 ● k8s系统具备了超强的横向扩容能力 ● k8s提供完善的管理工具，涵盖了包括开发、部署测试、运维监
控在内的各个环节
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K8s集群
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K8s架构
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K8s体系结构
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Master
● 集群控制管理节点，所有的命令都经由master处理 ● 负责整个集群的管理和控制，基本上Kubernetes所有的控制命令都是
发给它，它来负责具体的执行过程，我们后面所有执行的命令基本都 是在Master节点上运行的
1. Kubernetes API Server（kube-apiserver），提供Http Rest接口的关键服务进程，是 Kubernetes里所有资源的增、删、改、查等操作的唯一入口，也是集群控制的入口进程
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etcd
• 简单: 支持curl方式的用户API（HTTP+JSON） • 安全: 可选的SSL客户端证书认证 • 快速: 单实例每秒 1000 次读写能力 • 可靠: 使用Raft保证强一致性
Etcd的应用场景包括服务发现（Service Discovery）、消息发布与订阅、负载均衡、分 布式通知与协调、分布式锁、分布式队列。如果你熟悉ZooKeeper, 你会发现etcd实 现了ZooKeeper的功能
Kubernetes(K8s)部署应用的最佳实践
Kubernetes（K8s）部署应用的最佳实践Kubernetes（简称K8s）作为一种开源的容器编排平台，已经被广泛应用于现代化的云原生应用开发和部署中。
在实际应用中，正确的部署方法和最佳实践对于确保应用的稳定性、可伸缩性和可维护性至关重要。
本文将探讨Kubernetes部署应用的最佳实践，并分享一些性能优化和安全方面的经验。
一、版本管理Kubernetes团队以每三个月的周期发布一个新的版本，这意味着您需要进行版本管理以确保您的集群保持在最新的状态，并从新的特性和安全修复中受益。
但是，升级Kubernetes版本可能涉及到一些风险，因此我们建议您在测试环境中进行新版本的验证和适应性测试，确保应用程序与新版本兼容。
二、资源管理在Kubernetes中，资源管理是非常重要的，它可以帮助您充分利用集群资源，并确保应用程序按预期执行。
您可以通过资源配额和限制来控制容器的资源使用量，例如CPU和内存。
此外，还可以使用Horizontal Pod Autoscaler（HPA）自动调整Pod的副本数量，以根据负载情况进行伸缩。
三、服务发现和负载均衡Kubernetes提供了一种内置的服务发现机制，可以使您的应用程序轻松地发现和与其他服务进行通信。
通过创建Service对象，您可以将一组Pod实例组织成一个逻辑服务，并为该服务分配唯一的Cluster IP。
此外，可以通过Ingress对象配置负载均衡器，实现外部流量的动态路由和负载均衡。
四、持久化存储在Kubernetes中，Pod可能会被重新调度或重新创建，因此要确保应用程序的数据不会丢失，就需要使用持久化存储。
Kubernetes提供了多种持久化存储的解决方案，如Persistent Volumes（PV）和Persistent Volume Claims（PVC）。
您可以使用这些资源来管理主机上的持久化存储，并以声明方式将其绑定到应用程序中。
五、应用日志和监控良好的日志和监控是运维工作中不可或缺的一部分。
使用Kubernetes实现自动化部署的技巧和经验(二)
使用Kubernetes实现自动化部署的技巧和经验引言在如今快速发展的软件开发领域，自动化部署成为了提高效率和降低风险的重要手段之一。
而Kubernetes作为一种优秀的容器编排工具，为实现自动化部署提供了很多便利。
本文旨在分享一些使用Kubernetes实现自动化部署的技巧和经验。
一、容器化应用首先，要实现自动化部署，首要的一步是将应用进行容器化。
将应用打包成容器镜像可以使其具备可移植性并方便部署。
Docker是目前应用最广泛的容器化技术，通过Docker可以将应用和其依赖的环境打包成一个镜像，可在任何支持Docker的平台上运行。
二、编写Dockerfile编写Dockerfile 是容器化过程中的一项重要任务。
Dockerfile 是一个文本文件，其中包含了构建容器镜像的指令。
通过编写Dockerfile，可以指定基础镜像、安装应用程序和依赖、设置环境变量等。
三、创建Kubernetes集群在部署方面，Kubernetes提供了一种高度可扩展且具有自修复能力的容器编排机制。
在使用Kubernetes之前，需要先创建一个Kubernetes集群。
可以选择使用一些常见的工具，如Kubeadm、Minikube或者Kubespray等来搭建Kubernetes集群。
四、编写Deployment配置文件在Kubernetes中，Deployment是一种资源对象，用于定义运行的Pod副本数量、容器镜像、挂载的存储卷等。
通过编写Deployment配置文件，可以通过指定副本数量实现自动化部署。
Kubernetes的控制器会确保所定义的Pod副本数量一直保持在期望的状态，如果有Pod 异常退出，控制器会自动创建新的Pod来替代。
五、使用Ingress实现负载均衡和路由管理在实际的应用场景中，往往需要将请求路由到不同的服务，并且需要实现负载均衡。
Kubernetes提供了Ingress资源对象来实现这个功能。
Kubernetes(K8s)网络配置与服务发现技术
Kubernetes（K8s）网络配置与服务发现技术Kubernetes（K8s）是一种用于自动化容器部署、管理和扩展的开源平台。
它具有灵活性和高可靠性，并且可以在云端和私有数据中心中运行。
在Kubernetes中，网络配置和服务发现是至关重要的方面，本文将介绍Kubernetes的网络配置和服务发现技术。
一、Kubernetes网络配置在Kubernetes中，网络配置用于实现容器之间和容器与外界的通信。
Kubernetes提供了多种网络配置选项，使用户能够根据自己的需求选择适合的网络模型。
1. Pod网络Pod是Kubernetes中最小的调度单元，它可以包含一个或多个容器。
在Pod网络配置中，每个Pod都会分配一个唯一的IP地址，以实现容器之间的通信。
Pod网络可以使用多种技术实现，如Flannel、Calico和Weave等。
2. Service网络Service是Kubernetes中的一种抽象，用于定义一组应用容器的访问规则。
在Service网络配置中，每个Service都会分配一个虚拟IP地址，该地址负责将访问请求路由到对应的Pod。
Service网络可以使用kube-proxy等工具来实现。
3. 容器网络接口（CNI）容器网络接口（CNI）是一种标准化的插件接口，用于管理容器的网络配置。
在Kubernetes网络配置中，用户可以选择使用符合CNI标准的网络插件，来实现容器网络的配置和管理。
常见的CNI插件有Flannel、Calico和Weave等。
二、Kubernetes服务发现技术Kubernetes的服务发现技术用于自动化服务的注册与发现，以实现容器应用之间的通信和交互。
以下是几种常见的Kubernetes服务发现技术。
1. DNS服务发现Kubernetes内置了DNS服务发现机制，通过为Pod分配唯一的域名，使其他Pod或外部应用能够通过域名来访问该服务。
用户可以使用Service名称作为域名，来进行服务的访问和发现。
Kubernetes(K8s)网络配置与服务发现技术
Kubernetes（K8s）网络配置与服务发现技术Kubernetes（简称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。
本文将重点介绍Kubernetes的网络配置和服务发现技术，以便读者深入了解和应用这些关键特性。
一、Kubernetes网络配置Kubernetes的网络配置涉及到容器和节点之间的网络通信，以及跨集群的网络通信。
在Kubernetes中，每个容器都有一个独立的IP地址，并使用容器网络接口（CNI）插件来实现网络通信。
1. 容器内部网络Kubernetes通过创建专用的网络命名空间来为每个容器分配一个独立的IP地址。
容器可以通过该IP地址进行通信，而且容器内的端口也可以通过port mapping与宿主机进行映射，实现与外部网络的通信。
2. 节点间网络通信在Kubernetes集群中，节点间通信是非常重要的。
节点之间需要进行集群管理和协调，同时也需要支持服务发现和负载均衡等功能。
Kubernetes通过kube-proxy组件来管理节点间的网络通信，基于IPtables规则实现端口代理和负载均衡。
3. 跨集群网络通信对于分布在不同集群中的容器，Kubernetes提供了一种名为Service 的抽象来实现跨集群的网络通信。
Service可以为一组具有相同标签的容器提供一个虚拟的固定IP地址和DNS入口，无论容器在何处都可以通过该IP地址进行通信。
二、Kubernetes服务发现技术Kubernetes的服务发现技术使得容器化应用能够动态地发现和访问其他容器或服务。
以下介绍几种常用的服务发现技术。
1. DNSKubernetes内置了一个DNS服务，用于为各个容器和Service分配域名。
每个Service在集群中都会关联一个DNS名称，容器可以通过该名称进行服务发现和访问。
DNS服务为Kubernetes提供了一个统一的命名解析机制，简化了应用程序的配置和管理。
Kubernetes网络原理解析
Kubernetes网络原理解析Kubernetes是当今最流行的容器编排系统之一，它可以帮助开发人员快速构建、部署和管理分布式应用程序。
作为一种高度可配置的平台，Kubernetes的网络组件充分考虑了容器网络的特殊性，提供了不同层次的网络解决方案，适应不同的应用场景。
在本文中，我们将深入探讨Kubernetes网络原理，了解Kubernetes如何实现容器网络的高效通信。
一、Kubernetes网络模型在Kubernetes中，容器在Pod中运行，Pod是是一组紧密相关的容器，Pod内的所有容器共享其网络空间。
Kubernetes通过CNI(Container Network Interface)规范，实现了一个高度可定制的容器网络模型。
Kubernetes支持多种网络模型，包括单主机网络、Overlay网络和SDN网络。
1.单主机网络单主机网络模型是Kubernetes的默认网络模型，也称为“Docker模式”。
当Pod只包含一个容器时，默认情况下，Pod内的容器可以直接使用该主机上的网络，可以直接与容器主机的网络相互通信。
在这种模式下，Kubernetes将创建一个bridge网络，并将容器连接到该网络。
在这种模式下，Pod内的所有容器将共享同一IP地址和端口空间，可以直接互相访问。
这种模型简单易用，适合于单容器应用场景。
2.Overlay网络Overlay网络是Kubernetes中另一种常见的网络模型。
它利用虚拟网络将不同主机上的容器进行“隔离”，使它们可以在不通网络之间通信，不同容器之间的通信都可以透过Overlay网络实现。
在该模型下，Kubernetes使用Flannel或者Calico这类虚拟网络插件，为Pods之间提供一个虚拟网络。
Overlay网络的目的是在容器之间创建一个虚拟隧道，使得Pods可以自由地在不同的节点之间进行移动，同时也实现了跨主机的容器网络通信。
在这种模式下，每个节点都会为每个Pod创建一个唯一的IP地址，这些地址可以通过Overlay网络进行互连。
kubernetes核心知识点
Kubernetes核心知识点：深入探索容器编排技术的核心Kubernetes，作为当前最流行的容器编排技术之一，已经成为许多企业和开发者的首选。
它的强大和灵活性使得它在云原生应用和微服务架构中扮演着重要的角色。
在本文中，我们将深入探讨Kubernetes的核心知识点，以帮助读者更全面地理解这一技术。
1. 容器和Pod我们需要了解Kubernetes是如何管理容器的。
在Kubernetes中，最基本的概念是Pod。
Pod是Kubernetes管理的最小单元，它可以包含一个或多个紧密关联的容器。
这种设计使得多个容器可以共享资源，并且更灵活地部署和管理应用程序。
2. 节点和集群Kubernetes的核心是集群，它由多个节点组成。
节点可以是物理机或虚拟机，它们负责运行应用程序和服务。
而集群则是由多个节点组成的，在集群中，Kubernetes可以自动地调度和管理应用程序的运行。
3. 控制器和服务为了高效地管理应用程序，Kubernetes引入了控制器和服务的概念。
控制器负责监控、管理和调节Pod的状态，确保应用程序始终处于所期望的状态。
而服务则允许应用程序之间进行通信和发现，使得微服务架构更加容易实现和管理。
4. 水平扩展和自愈Kubernetes还提供了强大的水平扩展和自愈能力。
通过自动扩展和故障恢复机制，Kubernetes可以根据负载和需求自动地扩展和收缩应用程序的副本数量，并且在节点故障时自动迁移应用程序，确保应用程序的高可用性。
5. 配置管理和存储Kubernetes还提供了丰富的配置管理和存储支持。
通过ConfigMap 和Secret，Kubernetes可以轻松管理应用程序的配置和敏感信息。
而PersistentVolume和StorageClass则允许应用程序方便地使用持久化存储，保证数据的安全和可靠性。
总结Kubernetes作为容器编排技术的佼佼者，拥有丰富且强大的核心知识点。
通过深入探索Pod、节点和集群、控制器和服务、水平扩展和自愈、配置管理和存储等核心概念，我们可以更全面地理解Kubernetes 的设计理念和工作原理。
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Pod
Pod、容器与Node关系
Endpoint、Event
• Endpoint（IP+Port） 标识服务进程的访问点 • Event 是一个事件记录，记录了事件最早产生的时间、最后重复时间、重复次数、发起 者、类型，以及导致此事件的原因等信息。Event通常关联到具体资源对象上，式排查 故障的重要参考信息；
Service
• Service一个应用服务抽象，定义了Pod逻辑集合和访问这个Pod集合的策略。 • Service代理Pod集合对外表现是为一个访问入口，分配一个集群IP地址，来自这个 IP的请求将负载均衡转发后端Pod中的容器。 • Service通过LableSelector选择一组Pod提供服务。 • 在K8s集群中微服务的负载均衡是由Kube-proxy实现的，在K8s的每个节点上都有 一个 Service其实就是我们经常提起的微服务架构中的一个“微服务”，kubernetes中的核心 。通过分析、识别并建模系统中的所有服务为微服务——Kubernetes Service，最终 我们的系统由多个提供不同业务能力而又彼此独立的微服务单元所组成，服务之间通 过TCP/IP进行通信，从而形成了我们强大而又灵活的弹性网络，拥有了强大的分布 式能力、弹性扩展能力、容错能力
K8s架构
K8s体系结构
Master
● ●
集群控制管理节点，所有的命令都经由master处理 负责整个集群的管理和控制，基本上Kubernetes所有的控制命令都 是发给它，它来负责具体的执行过程，我们后面所有执行的命令基 本都是在Master节点上运行的
1.Kubernetes API Server（kube-apiserver），提供Http Rest接口的关键服务进程，是 Kubernetes里所有资源的增、删、改、查等操作的唯一入口，也是集群控制的入口进程 2.Kubernetes Controller Manager（kube-controller-manager），Kubernetes里所有资源 对象的自动化控制中心，可以理解为资源对象的“大总管” 3.Kubernetes Scheduler（kube-scheduler），负责资源调度（Pod调度）的进程，相当 于公交公司的“调度室” 4.etcd Server，Kubernetes里所有的资源对象的数据全部是保存在etcd中,(集群部署，不 与master放同一台机器)
1.
etcd
• • 简单: 支持curl方式的用户API（HTTP+JSON） 安全: 可选的SSL客户端证书认证
•
•
快速: 单实例每秒 1000 次读写能力
可靠: 使用Raห้องสมุดไป่ตู้t保证强一致性
Etcd的应用场景包括服务发现（Service Discovery）、消息发布与订阅、负载均衡、分布 式通知与协调、分布式锁、分布式队列。如果你熟悉ZooKeeper, 你会发现etcd实现了 ZooKeeper的功能
Label
Label可以附加到各种资源对象上，一个资源对象可以定义任意数量的Label。 给某个资源定义一个Label，相当于给他打一个标签，随后可以通过Label Selector（ 标签选择器）查询和筛选拥有某些Label的资源对象。我们可以通过给指定的资源对象 捆绑一个或多个Label来实现多维度的资源分组管理功能，以便于灵活、方便的进行资 源分配、调度、配置、部署等管理工作； Label Selector示例：select * from pod where pod’s name=’XXX’,env=’YYY’，支持操 作符有=、!=、in、not in；
Kubernetes技术分享
架构简介 集群搭建 常用命令 应用实例
Kubernetes简介
Kubernetes是谷歌严格保密十几年的秘密武器——Borg的一个 开源版本，是一个全新的基于容器技术的分布式架构领先方案。 ● Borg是谷歌内部使用的大规模集群管理系统，基于容器技术，目 的是实现资源管理的自动化，以及跨多个数据中心的资源利用率 的最大化； ● K8s是第一个将”一切以服务为中心，一切围绕服务运转”作为指 导思想的创新型产品 ● K8s是Go语言开发，是Docker的上层架构，就好像Java与J2EE的 关系一样 ● K8s是一个开放的开发平台，不局限于任何语言
Node
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除了Master，Kubernetes集群中的其他机器被称为Node节点， 早 期版本也称为Minion节点 Node节点才是Kubernetes集群中的工作负载节点，每个Node都会 被Master分配一些工作负载（Docker容器），当某个Node宕机， 其上的工作负载会被Master自动转移到其他节点上去
Deployment
拥有更加灵活强大的升级、回滚功能。在新的版本中，官方推荐使用Replica Set 和Deployment来代替RC，两者相似度>90%，相对于RC一个最大升级是我们随时指 导当前Pod“部署”的进度。Deployment使用了Replica Set，除非需要自定义升级功能 或根本不需要升级Pod，一般情况下，我们推荐使用Deployment而不直接使用 Replica Set； 典型使用场景： • 创建一个Deployment对象来生成对应的Replica Set并完成Pod副本的创建过程； • 检查更新Deployment的状态来查看部署动作是否完成（Pod副本的数量是否达到预 期的值）； • 更新Deployment以创建新的Pod；（比如镜像升级） • 如果当前Deployment不稳定，则回滚到一个早先的Deployment版本； • 挂起或者恢复一个Deployment；
Service
• Node IP Node节点的IP地址，是Kubernetes集群中每个节点的物理网卡的IP地址，是真 是存在的物理网络，所有属于这个网络的服务器之间都能通过这个网络直接通信； • Pod IP Pod的IP地址，是Docker Engine根据docker0网桥的IP地址段进行分配的，通常 是一个虚拟的二层网络，位于不同Node上的Pod能够彼此通信，需要通过Pod IP所在 的虚拟二层网络进行通信，而真实的TCP流量则是通过Node IP所在的物理网卡流出的 ； • Cluster IP Service的IP地址。特性如下： 仅仅作用于Kubernetes Servcie这个对象，并由Kubernetes管理和分配IP地址； 无法被Ping，因为没有一个“实体网络对象”来响应；只能结合Service Port组成一个具 体的通信端口； Node IP网、Pod IP网域Cluster IP网之间的通信，采用的是Kubernetes自己设计 的一种编程方式的特殊的路由规则，与IP路由有很大的不同；
为什么使用Kubernetes?
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K8s不仅仅支持Docker，还支持Rocket，这是另一种容器技术。 全面拥抱微服务架构 使用k8s我们系统可以随时的整体迁移 k8s系统具备了超强的横向扩容能力 k8s提供完善的管理工具，涵盖了包括开发、部署测试、运维监 控在内的各个环节
K8s集群
Master
Master
etcd
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etcd是一个高可用的键值存储系统，主要用于共享配置和服务发现。 对比与ZooKeeper，etcd更轻量级
etcd是由CoreOS开发并维护的，灵感来自于 ZooKeeper 和 Doozer，提供了与 ZooKeeper相似的功能，它使用Go语言编写，并通过Raft一致性算法处理日志复制以保证强 一致性。Raft是一个新的一致性算法，适用于分布式系统的日志复制，Raft通过选举的方式 来实现一致性。Google的容器集群管理系统Kubernetes、开源PaaS平台Cloud Foundry和 CoreOS的Fleet都广泛使用了etcd。在分布式系统中，如何管理节点间的状态一直是一个难 题，etcd像是专门为集群环境的服务发现和注册而设计，它提供了数据TTL失效、数据改变 监视、多值、目录监听、分布式锁原子操作等功能，可以方便的跟踪并管理集群节点的状态
Node
Pod
• Pod是最小部署单元，一个Pod由一个或多个容器组成，Pod中容器共享存储和 网络，在同一台Docker主机上运行。 • 同一个Pod里的容器共享同一个网络命名空间，可以使用localhost互相通信
1. 每个Pod都有一个特殊的被称为“根容器”的Pause容器，还包含一个或多个紧密相关的用户业务容 器； 2. 一个Pod里的容器与另外主机上的Pod容器能够直接通信； 3. 如果Pod所在的Node宕机，会将这个Node上的所有Pod重新调度到其他节点上； 4. 普通Pod及静态Pod，前者存放在etcd中，后者存放在具体Node上的一个具体文件中，并且只能在 此Node上启动运行； 5.Docker Volume对应Kubernetes中的Pod Volume； 6. 每个Pod可以设置限额的计算机资源有CPU和Memory； Requests，资源的最小申请量； Limits，资源最大允许使用的量；
1.kubelet，负责Pod对应的容器的创建、启停等任务，同时与Master节点密切协作，实现 集群管理的基本功能。一旦Node被纳入集群管理范围，kubelet进程就会向Master汇报 自身的情报，这样Master可以获知每个Node的资源使用情况，并实现高效均衡的资源调 度策略。而某个Node超过指定时间不上报信息，会被Master判定为“失联”，Node状态 被标记为不可用（Not Ready），随后Master会触发“工作负载大转移”的自动流程； 2.kube-proxy，实现Kubernetes Service的通信与负载均衡机制的重要组件； 3.Docker Engine（docker），Docker引擎，负责本机的容器创建和管理工作；
Service
Service