Kubernetes(k8s)是自动化容器操作的开源平台,这些操作包括部署,调度和节点集群间扩展。此外,Kubernetes还支持Docker和Rocket。
Kubernetes的功能有:自动化容器的部署和复制;随时扩展或收缩容器规模;将容器组织成组,并且提供容器间的负载均衡;升级应用程序容器的新版本;提供容器弹性,替换容器失效,等等。
实际上,使用Kubernetes只需一个部署文件,使用一条命令就可以部署多层容器(前端,后台等)的完整集群:
$ kubectl create -f single-config-file.yaml
kubectl是和Kubernetes API交互的命令行程序。
集群
集群是一组节点,这些节点可以是物理服务器或者虚拟机上安装了Kubernetes平台。下图展示这样的集群。注意该图为了强调核心概念有所简化。这里可以看到一个典型的Kubernetes架构图。
上图可以看到如下组件:Pod、Container(容器)、Label(标签)、Replication Controller(复制控制器)、Service(服务)、Node(节点)和Kubernetes Master(Kubernetes主节点)。现在我们来一个一个解释这些组件。
Pod
Pod在节点上,包含一组容器和卷。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。Pod是短暂的,不是持续性实体。
Lable
如图所示,一个Label是attach到Pod的一对键/值对,用来传递用户定义的属性。Replication Controller
Replication Controller确保任意时间都有指定数量的Pod“副本”在运行。如果为某个Pod创建了Replication Controller并且指定3个副本,它会创建3个Pod,并且持续监控它们。如果某个Pod不响应,那么Replication Controller会替换它,保持总数为3。
如果之前不响应的Pod恢复了,现在就有4个Pod了,那么Replication Controller会将其中一个终止保持总数为3。如果在运行中将副本总数改为5,Replication Controller会立刻启动2个新Pod,保证总数为5。
当创建Replication Controller时,需要指定两个东西:一是Pod模板:用来创建Pod副本的模板;二是Label:Replication Controller需要监控的Pod的标签。
Service
Service是定义一系列Pod以及访问这些Pod的策略的一层抽象。Service通过Label找到Pod组。因为Service是抽象的,所以在图表里通常不会显示,这也就让这一概念更难以理解。
现在,假定有2个后台Pod,并且定义后台Service的名称为‘backend-service’,lable选择器为(tier=backend, app=myapp)。backend-service 的Service会完成如下两件重要的事情:
为Service创建一个本地集群的DNS入口,因此前端Pod只需要DNS查找主机名为 ‘backend-service’,就能够解析出前端应用程序可用的IP地址。
现在前端已经得到了后台服务的IP地址,Service在这2个后台Pod之间提供透明的负载均衡,会将请求分发给其中的任意一个(如下面的动画所示)。通过每个Node上运行的代理(kube-proxy)完成。这里有更多技术细节。
有一个特别类型的Kubernetes Service,称为LoadBalancer,作为外部负载均衡器使用,在一定数量的Pod之间均衡流量。比如,对于负载均衡Web流量很有用。
Node
节点是物理或者虚拟机器,作为Kubernetes worker,通常称为Minion。每个节点都运行如下Kubernetes关键组件:Kubelet:是主节点代理;Kube-proxy:Service使用其将链接路由到Pod;Docker或Rocket:Kubernetes使用的容器技术来创建容器。
Kubernetes Master
Kubernetes Master提供集群的独特视角,并且拥有一系列组件,比如Kubernetes API Server。API Server提供可以用来和集群交互的REST端点。master节点包括用来创建和复制Pod的Replication Controller。
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