Kubernetes核心概念是什么

今天小編給大家分享一下Kubernetes核心概念是什么的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，內(nèi)容詳細(xì)，邏輯清晰，相信大部分人都還太了解這方面的知識(shí)，所以分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后有所收獲，下面我們一起來了解一下吧。

在金華等地區(qū)，都構(gòu)建了全面的區(qū)域性戰(zhàn)略布局，加強(qiáng)發(fā)展的系統(tǒng)性、市場(chǎng)前瞻性、產(chǎn)品創(chuàng)新能力，以專注、極致的服務(wù)理念，為客戶提供成都網(wǎng)站建設(shè)、成都做網(wǎng)站 網(wǎng)站設(shè)計(jì)制作按需定制設(shè)計(jì),公司網(wǎng)站建設(shè),企業(yè)網(wǎng)站建設(shè),成都品牌網(wǎng)站建設(shè),營銷型網(wǎng)站建設(shè),成都外貿(mào)網(wǎng)站制作,金華網(wǎng)站建設(shè)費(fèi)用合理。

容器技術(shù)是微服務(wù)技術(shù)的核心技術(shù)之一，并隨著微服務(wù)的流行而迅速成為主流。Docker是容器技術(shù)的先驅(qū)和奠基者，它出現(xiàn)之后迅速占領(lǐng)市場(chǎng)，幾乎成了容器的代名詞。但它在開始的時(shí)候并沒有很好地解決容器的集群?jiǎn)栴}。Kubernetes抓住了這個(gè)機(jī)遇，以容器編排者（Container Orchestration）的身份出現(xiàn)，對(duì)容器集群進(jìn)行管理和調(diào)度，現(xiàn)在已經(jīng)打敗了Docker成為了容器技術(shù)事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然K8s內(nèi)部還是需要Docker的，但它的功能范圍被大大壓縮了，只是負(fù)責(zé)底層的容器引擎和鏡像（Docker Image）管理，成為了容器體系中不可缺少, 但沒有存在感的一部分。而絕大部分的對(duì)外接口都是由k8s來負(fù)責(zé)。

K8s核心對(duì)象：

相對(duì)于簡(jiǎn)單易學(xué)的Docker來說，k8s系統(tǒng)龐雜而且概念眾多，同一個(gè)功能有很多不同方法來完成，讓你無所適從，學(xué)習(xí)起來要困難的多。對(duì)于普通碼農(nóng)來講不需要建立完整的生產(chǎn)環(huán)境，只需要搭建一個(gè)本地開發(fā)環(huán)境，這時(shí)你只需要了解k8s的核心概念就夠了，這樣可以大大縮短學(xué)習(xí)時(shí)間。k8s的一切都是對(duì)象（Object），它的核心概念一共只有4個(gè)，Pod，部署（Deployment），服務(wù)（Service）和節(jié)點(diǎn)（Node）。另外再加上一個(gè)容器鏡像（Docker Image），這個(gè)是Docker引擎的核心。掌握了這五個(gè)核心概念，就對(duì)容器技術(shù)有了基本了解，打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

Windows安裝環(huán)境：

Windows10的Windows 10企業(yè)版, 專業(yè)版, 和教育版是可以支持直接安裝K8s的，但電腦是要支持Hyper-V的, 詳見這里。由于我的Windows是家庭版，只能先安裝虛擬機(jī)（VirtualBox），再在虛擬機(jī)上安裝k8s。我用的k8s是Minikube，是k8s的簡(jiǎn)化版。另外還安裝了Vagrant（它是管理虛擬機(jī)的一個(gè)軟件）作為界面來管理VirtualBox。

容器鏡像（Docker Image）:

任何程序都在容器中運(yùn)行，k8s支持多種容器，其中Docker是最流行的。容器鏡像（Docker Image）是一個(gè)以文件形式存在的運(yùn)行環(huán)境，它的里面是分層的，每一層都在上一層的基礎(chǔ)上不斷疊加新的功能。容器鏡像是由Dockerfile創(chuàng)建的。Dockerfile是一個(gè)文件，里面包含一組已經(jīng)定義好的Docker命令（與Linux命令比較相似）。當(dāng)運(yùn)行Dockerfile時(shí)，里面的命令被依次執(zhí)行，最后生成需要的容器鏡像。你再調(diào)用Docker命令（Docker run）運(yùn)行容器鏡像來生成Docker容器，完成之后，應(yīng)用程序就已經(jīng)在容器里部署好了。這種方式能夠保證每次得到的環(huán)境都是一樣的。容器比虛擬機(jī)強(qiáng)的地方在于，它占用系統(tǒng)資源更少，生成時(shí)間更短。創(chuàng)建一個(gè)容器的耗時(shí)一般是秒級(jí)的，而虛擬機(jī)是分鐘級(jí)的。容器鏡像的創(chuàng)建效率取決于它的大小，一般來講容器鏡像越小，它的生成時(shí)間越短。 下面就是一個(gè)“nginx”的Dockerfile示例。

FROM alpine:3.2
EXPOSE 80 443
RUN apk add --update nginx && \
rm -rf /var/cache/apk/* && \
mkdir -p /tmp/nginx/client-body
COPY ./nginx.conf /etc/nginx/nginx.conf
VOLUME ["/etc/nginx/sites-enabled", "/etc/nginx/certs", "/etc/nginx/conf.d"]
CMD ["nginx", "-g", "daemon off;"]

任何Dockerfile的第一句總是“FROM 。。?！?，就是要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)Linux的運(yùn)行環(huán)境。一般有以下幾種：

• FROM ubuntu:18.04： 按照Linux的具體版本來創(chuàng)建鏡像，這樣的Linux運(yùn)行環(huán)境是比較完整的，鏡像的大小是百兆級(jí)別的。

• FROM alpine:latest : alpine是一個(gè) 精簡(jiǎn)了的Linux運(yùn)行環(huán)境，它的大小是十兆級(jí)別的。

• FROM scratch : scratch是最小Linux運(yùn)行環(huán)境，創(chuàng)建非?？?，但它的問題是你不能通過shell登錄到容器內(nèi)部，因此我一般不用它。

當(dāng)用Vagrant管理虛擬機(jī)時(shí)，可以先用Vagrant命令啟動(dòng)虛擬機(jī)，然后敲入vagrant ssh，進(jìn)入虛擬機(jī)，系統(tǒng)顯示：

PS E:\app2\kub> vagrant ssh
Last login: Sat Sep 28 06:56:11 2019 from 10.0.2.2

然后鍵入“docker run --name docker-nginx -p 8001:80 nginx”運(yùn)行Nginx鏡像。"docker-nginx"是容器的名字，“--name”是名字的參數(shù)選項(xiàng)?！?p”表示端口映射，把虛擬機(jī)的“8001”端口映射到容器的“80”端口（Nginx的缺省端口）?！皀ginx”是鏡像的名字，如果本地沒有找到“Nginx”鏡像，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)從Docker鏡像庫里下載Nginx鏡像到本地，然后再運(yùn)行，這個(gè)鏡像有比較完整的Linux系統(tǒng)，因此文件比較大（100M），但也可以湊活著用。命令運(yùn)行之后，顯示：

vagrant@ubuntu-xenial:~$ docker run --name docker-nginx -p 8001:80 nginx

這時(shí)Nginx已經(jīng)運(yùn)行，但還沒有任何請(qǐng)求，控制臺(tái)沒有輸出。如果名字為“docker-nginx”的容器以前已經(jīng)被運(yùn)行，那么你需要?jiǎng)h除原來的，再運(yùn)行上面命令?？梢韵惹萌搿癲ocker ps -a”找到所有運(yùn)行過的容器，再敲入“docker rm 1ec2e3d63537”進(jìn)行刪除，其中“ 1ec2e3d63537”是容器ID.

切換到另一個(gè)虛擬機(jī)窗口，敲入curl localhost:8001，顯示：

vagrant@ubuntu-xenial:/usr/bin$ curl localhost:8001
...
<h2>Welcome to nginx!</h2>
...

這時(shí)就出現(xiàn)了Nginx的首頁，表示Docker容器中的Nginx已經(jīng)正常運(yùn)行。

換回原容器顯示窗口，這時(shí)有了請(qǐng)求，控制臺(tái)輸出Nginx日志。

vagrant@ubuntu-xenial:~$ docker run --name docker-nginx -p 8001:80 nginx
172.17.0.1 - - [28/Sep/2019:07:02:25 +0000] "GET / HTTP/1.1" 200 612 "-" "curl/7.47.0" "-"

這時(shí)已驗(yàn)證Docker鏡像是好的，敲入“CTRL-C”退出。

Pod:

Pod是k8是的最基本概念，你可以把它看成是對(duì)容器（container）的一個(gè)封裝，用來管理容器。一個(gè)Pod里可以管理有一個(gè)或多個(gè)容器，但一般是一個(gè)。Pod里的所有容器都共享Pod的資源和網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)一個(gè)Pod不能滿足用戶需求時(shí)，你可以把Pod作為復(fù)制的最小單元來復(fù)制出一個(gè)同樣的Pod來處理用戶請(qǐng)求。Pod支持多種容器，不過一般是用Docker。你可以用單獨(dú)的Pod配置文件創(chuàng)建Pod, 也可以把Pod的配置信息放在其他的對(duì)象（例如Deployment）的配置文件里面，并與其他對(duì)象一起創(chuàng)建，后者更為常見。每一個(gè)Pod都有一個(gè)唯一的IP地址，Pod一旦生成就可以通過IP地址進(jìn)行訪問。但一般不這么做，而是通過服務(wù)（Service）去間接地去訪問。下面就是Pod的配置文件。它的解釋放在后面的Deployment里面。

kind: Pod
apiVersion: v1
metadata:
  labels:
        app: nginx-app
spec:
  containers:
    - name: nginx-container
      image: nginx:latest
  restartPolicy: Never

Pod模板（Pod Templates）

Pod模板是嵌入在其他K8s對(duì)象（Object）中的Pod的配置說明，例如Replication Controllers, Jobs, 和DaemonSets. 這時(shí)，Pod不是單獨(dú)創(chuàng)建的，而是由其它對(duì)象來創(chuàng)建，其中最常用的是Deployment。

部署（Deployment）:

Deployment是比Pod更高一層的對(duì)象，它的主要作用是管理Pod集群，它里面可以有一個(gè)或多個(gè)Pod, 每一個(gè)Pod在功能上都是等同的。一般在Deployment里配置多個(gè)Pod以實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡和容錯(cuò)。在配置Deployment時(shí)，你需要指定Pod拷貝的個(gè)數(shù)，Deployment會(huì)自動(dòng)管理它里面的Pod。當(dāng)某個(gè)Pod宕機(jī)時(shí)，Deployment能自動(dòng)復(fù)制一個(gè)新的Pod并替換宕機(jī)的Pod，

下面就是Deployment的配置文件（nginx-deployment.yaml）。在正方形灰框內(nèi)（從template開始）的是嵌入在Deployment里的Pod的設(shè)置，灰框上面的是部署（Deployment）的設(shè)置。當(dāng)你運(yùn)行這個(gè)配置文件時(shí)，它會(huì)創(chuàng)建一個(gè)Deployment，同時(shí)也會(huì)創(chuàng)建嵌入在里面的Pod。這就是為什么我們一般不需要單獨(dú)的Pod的配置文件，因?yàn)橐呀?jīng)把它嵌入在了Deployment里了。

鍵入“kubectl create -f nginx-deployment.yaml”來運(yùn)行這個(gè)部署，顯示：

vagrant@ubuntu-xenial:~/dockerimages/kubernetes/nginx$ kubectl create -f nginx-deployment.yaml
deployment.apps/nginx-deployment created

這時(shí)部署已經(jīng)成功，現(xiàn)在就可以訪問它了。每個(gè)Pod都有自己的k8s集群內(nèi)部IP地址，我們這時(shí)只能在K8s內(nèi)部用IP地址進(jìn)行訪問。鍵入下面命令查看Pod地址，里面有兩個(gè)“Nginx”Pod，因?yàn)镈eployment里面是兩個(gè)Pod的集群。

vagrant@ubuntu-xenial:~/nginx$ kubectl get pods -o=custom-columns=NAME:.metadata.name,IP:.status.podIP
NAME                                IP
hello-minikube-856979d68c-74c65     172.17.0.3
nginx-deployment-77fff558d7-bhbbt   172.17.0.10
nginx-deployment-77fff558d7-v6zqw   172.17.0.9

打開另一個(gè)窗口，連入虛擬機(jī)，然后鍵入以下命令“kubectl exec -ti hello-minikube-856979d68c-74c65 -- /bin/sh”登錄到k8s集群內(nèi)部，就能訪問Nginx了。這里“hello-minikube-856979d68c-74c65”是"Minikube"Pod的名字?！?72.17.0.10”是其中一個(gè)Pod的內(nèi)部IP地址。

vagrant@ubuntu-xenial:~$ kubectl exec -ti hello-minikube-856979d68c-74c65 -- /bin/sh
# curl 172.17.0.10

服務(wù)（Service）:

Service是最上層的k8s的對(duì)象，可以看成我們平常說的微服務(wù)。對(duì)服務(wù)來講最重要的就是服務(wù)注冊(cè)和發(fā)現(xiàn)。在k8s中，Service就是用來實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能的。下面就是Service的配置文件（nginx-service.yaml）。一般來說調(diào)用服務(wù)需要知道三個(gè)東西，IP地址，協(xié)議和端口，例如"http://10.0.2.1:80". 但我們不想用IP，而是用名字來尋址，這就需要DNS。DNS在k8s集群內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了基于服務(wù)名的尋址。下面是Service的配置文件。Service通過“selector”來與Pod進(jìn)行綁定，這里它把請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給標(biāo)簽“app”是“nginx-app”的Pod。“nodePort”給服務(wù)創(chuàng)建了一個(gè)外部可以訪問的端口，這樣在虛擬機(jī)上就可以直接訪問服務(wù)，而不必登錄到k8s集群里。

運(yùn)行以下命令“kubectl create -f nginx-service.yaml”創(chuàng)建服務(wù)。

vagrant@ubuntu-xenial:~/$ kubectl create -f nginx-service.yaml
service/nginx-service created

服務(wù)創(chuàng)建完成之后，調(diào)用以下命令顯示當(dāng)前的所有服務(wù)， 現(xiàn)在就有了“nginx-service”服務(wù)?！?0”是服務(wù)的內(nèi)部端口，“30163”是服務(wù)的外部端口。

vagrant@ubuntu-xenial:~/$ kubectl get services
NAME            TYPE        CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP   PORT(S)        AGE
kubernetes      ClusterIP   10.96.0.1      <none>        443/TCP        35d
nginx-service   NodePort    10.109.7.249   <none>        80:30163/TCP   18s

因?yàn)橐呀?jīng)通過“NodePort”對(duì)外開放了端口，現(xiàn)在不必登錄到k8s內(nèi)部，在虛擬機(jī)上就可以訪問服務(wù)了. 你可以鍵入“l(fā)ocalhost”

curl localhost:30163

Service 和Deployment的區(qū)別：

Deployment是用來管理集群的，與Pod綁定，但你不能直接訪問Deployment。服務(wù)（Service）是為了方便用名字（而不是IP地址）訪問。但這也只是在集群內(nèi)部。你可以登錄k8s集群內(nèi)部，然后鍵入下面命令訪問服務(wù)，但在虛擬機(jī)上（k8s外面）就不行, 這時(shí)只能用IP地址。因?yàn)镈NS只是在k8s內(nèi)部才起作用。

# curl nginx-service

節(jié)點(diǎn)（Node）：

Node剛開始接觸時(shí)容易和Pod搞混，但它相當(dāng)于虛擬機(jī)或物理機(jī)，而Pod相當(dāng)于容器。所有的的Pod或容器都是部署在Node上面。Minikube只支持單Node，但你可以在它里面部署多個(gè)Pod。下面是Node示意圖。

圖片來源

k8s核心概念之間的關(guān)系：

對(duì)象間關(guān)系：

下面是k8s的一個(gè)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)圖：

圖片來源

圖中每個(gè)菱形是一個(gè)Node，中間的Node是Master Node，其余三個(gè)是Worker Node。Master Node負(fù)責(zé)管理Worker Node。 Worker Node是真正干活的Node。Master Node里有各種控制器，Deployment就是由控制器來管理的，它在中間的管理Node里，他里面有兩個(gè)部署，A和B，分別對(duì)應(yīng)服務(wù)A和服務(wù)B。“服務(wù)A”部署在最下面的Node里，它里面只有一個(gè)Pod?！胺?wù)B”部署在上面的兩個(gè)Node里，左邊的Node只有一個(gè)Pod，右邊的Node有兩個(gè)Pod，這是一個(gè)有三個(gè)Pod的集群。當(dāng)一個(gè)部署里有多個(gè)Pod時(shí)，一般是把它們部署在不同的Node上，這樣即使一個(gè)Node宕機(jī)，Deployment仍然可用。

對(duì)象綁定：

下圖是介紹對(duì)象之間如何綁定的關(guān)系圖。

圖片來源

每個(gè)對(duì)象都有多個(gè)標(biāo)簽（Label），“app”就是一個(gè)用來標(biāo)識(shí)Pod對(duì)象的標(biāo)簽。圖里有兩個(gè)Pod，它們的“app”標(biāo)簽的值分別為“A”和“B”，其中Pod “B”是集群，而Pod “A”不是。服務(wù)（Service）和部署（Deployment）都通過標(biāo)簽選擇器（Label Selector）來綁定與之匹配的Pod。

以上就是“Kubernetes核心概念是什么”這篇文章的所有內(nèi)容，感謝各位的閱讀！相信大家閱讀完這篇文章都有很大的收獲，小編每天都會(huì)為大家更新不同的知識(shí)，如果還想學(xué)習(xí)更多的知識(shí)，請(qǐng)關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道。

當(dāng)前名稱：Kubernetes核心概念是什么
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