1. 初识K8s

1.1. K8s 架构

1.1.1. master：负责集群的管理和控制

etcd：保存了整个集群的状态；ApiServer：提供了资源操作的唯一入口，并提供认证、授权、访问控制、API注册和发现等机制；ControllerManager：负责维护集群的状态，比如故障检测、自动扩展、滚动更新等；Scheduler：负责资源的调度，按照预定的调度策略将Pod调度到相应的机器上；

1.1.2. node：计算节点，负责跑任务；只和APIServer通信

kubelet：负责维护容器的生命周期，同时也负责Volume（CVI）和网络（CNI）的管理；kube-prox：y负责为Service提供cluster内部的服务发现和负载均衡；DockerEngine：负责镜像管理以及Pod和容器的真正运行（CRI）；

1.1.3. K8s各组件工作流程

运维人员向ApiServer发出指令ApiServer响应命令,通过一系列认证授权,把pod数据存储到etcd,创建deployment资源并初始化。(期望状态）ControllerManager通过list-watch机制,监测发现新的deployment,将该资源加入到内部工作队列,发现该资源没有关联的pod和replicaset,启用deployment controller创建replicaset资源,再启用replicaset-controller创建pod。所有ControllerManager被创建完成后.将deployment,replicaset,pod资源更新存储到etcd。scheduler通过list-watch机制,监测发现新的pod,经过主机过滤、主机打分规则,将pod绑定(binding)到合适的主机。将绑定结果存储到etcd。kubelet每隔 20s(可以自定义)向apiserver通过NodeName 获取自身Node上所要运行的pod清单.通过与自己的内部缓存进行比较,新增加pod。kubelet创建pod。kube-proxy为新创建的pod注册动态DNS到CoreOS。给pod的service添加iptables/ipvs规则，用于服务发现和负载均衡。ControllerManager通过control loop（控制循环）将当前pod状态与用户所期望的状态做对比，如果当前状态与用户期望状态不同，则ControllerManager会将pod修改为用户期望状态，实在不行会将此pod删掉，然后重新创建pod。

1.1.4. 存储

元数据存储在基于Key-value结构的数据库中

1.2. K8s 核心概念

Cluster：Cluster 是计算、存储和网络资源的集合，Kubernetes 利用这些资源运行各种基于容器的应用。Master：Master 是 Cluster 的大脑，它的主要职责是调度，即决定将应用放在哪里运行。Master 运行 Linux 操作系统，可以是物理机或者虚拟机。为了实现高可用，可以运行多个 Master。Node：Node 的职责是运行容器应用。Node 由 Master 管理，Node 负责监控并汇报容器的状态，并根据 Master 的要求管理容器的生命周期。Node 运行在 Linux 操作系统，可以是物理机或者是虚拟机。Pod：Pod 是 Kubernetes 的最小工作单元。每个 Pod 包含一个或多个容器。Pod 中的容器会作为一个整体被 Master 调度到一个 Node 上运行。Kubernetes 引入 Pod 主要基于下面两个目的： 可管理性：有些容器天生就是需要紧密联系，一起工作。Pod 提供了比容器更高层次的抽象，将它们封装到一个部署单元中。Kubernetes 以 Pod 为最小单位进行调度、扩展、共享资源、管理生命周期。 通信和资源共享：Pod 中的所有容器使用同一个网络 namespace，即相同的 IP 地址和 Port 空间。它们可以直接用 localhost 通信。同样的，这些容器可以共享存储，当 Kubernetes 挂载 volume 到 Pod，本质上是将 volume 挂载到 Pod 中的每一个容器。Controller：Kubernetes 通常不会直接创建 Pod，而是通过 Controller 来管理 Pod 的。Controller 中定义了 Pod 的部署特性，比如有几个副本，在什么样的 Node 上运行等。为了满足不同的业务场景，Kubernetes 提供了多种 Controller，包括 Deployment、ReplicaSet、DaemonSet、StatefuleSet、Job 等，我们逐一讨论。 Deployment：Deployment 是最常用的 Controller，通过创建 Deployment 来部署应用的。Deployment 可以管理 Pod 的多个副本，并确保 Pod 按照期望的状态运行。 ReplicaSet：ReplicaSet 实现了 Pod 的多副本管理。使用 Deployment 时会自动创建 ReplicaSet，也就是说 Deployment 是通过 ReplicaSet 来管理 Pod 的多个副本，我们通常不需要直接使用 ReplicaSet。 DaemonSet“DaemonSet 用于每个 Node 最多只运行一个 Pod 副本的场景。正如其名称所揭示的，DaemonSet 通常用于运行 daemon。 StatefuleSet：StatefuleSet 能够保证 Pod 的每个副本在整个生命周期中名称是不变的。而其他 Controller 不提供这个功能，当某个 Pod 发生故障需要删除并重新启动时，Pod 的名称会发生变化。同时 StatefuleSet 会保证副本按照固定的顺序启动、更新或者删除。Job：Job 用于运行结束就删除的应用。而其他 Controller 中的 Pod 通常是长期持续运行。Service：RC、RS和Deployment只是保证了支撑服务的微服务Pod的数量，但是没有解决如何访问这些服务的问题。一个Pod只是一个运行服务的实例，随时可能在一个节点上停止，在另一个节点以一个新的IP启动一个新的Pod，因此不能以确定的IP和端口号提供服务。要稳定地提供服务需要服务发现和负载均衡能力。服务发现完成的工作，是针对客户端访问的服务，找到对应的的后端服务实例。在K8s集群中，客户端需要访问的服务就是Service对象。每个Service会对应一个集群内部有效的虚拟IP，集群内部通过虚拟IP访问一个服务。在K8s集群中微服务的负载均衡是由Kube-proxy实现的。Kube-proxy是K8s集群内部的负载均衡器。它是一个分布式代理服务器，在K8s的每个节点上都有一个；这一设计体现了它的伸缩性优势，需要访问服务的节点越多，提供负载均衡能力的Kube-proxy就越多，高可用节点也随之增多。与之相比，我们平时在服务器端做个反向代理做负载均衡，还要进一步解决反向代理的负载均衡和高可用问题。Kubernetes 运行容器（Pod）与访问容器（Pod）这两项任务分别由 Controller 和 Service 执行。Namespace:名字空间为K8s集群提供虚拟的隔离作用，K8s集群初始有两个名字空间，分别是默认名字空间default和系统名字空间kube-system，除此以外，管理员可以可以创建新的名字空间满足需要。