深入剖析kubernetes

09 从容器到容器云：谈谈kubernetes的本质

  • 最具代表性的容器编排工具
    • docker compose + Swarm
    • kubernetes
  • Kubernetes是依托google的Borg项目的理论优势，由master和node两种节点组成，分别对应着控制节点和计算节点
  • 控制节点，即Master节点，由三个独立组件组合而成，负责API服务的kube-apiserver，负责调度的kube-scheduler，负责容器编排的kube-controller-manager，整个集群的持久化数据，则由kube-apiserver处理后保存在Ectd中
  • 计算节点上最核心的部分，叫做kubelet的组件。主要负责同容器运行时打交道
  • kubelet还通过gRPC协议同一个叫做Device Plugin的插件进行交互，用来隔离GPU等宿主机物理设备的主要组件
  • kubelet的另一个重要功能，调用网络插件和存储插件为容器配置网络和持久化存储
  • kubernetes项目最主要的设计思想是，从更宏观的角度，以统一的方式来定义任务之间的各种关系，并且为将来支持更多种类的关系留有余地
  • 几个在kubernetes中的对象
    • Pod
    • Job，用来描述一次性运行的pod
    • DaemonSet，用来描述每个宿主机上必须且只能运行一个副本的守护进程服务
    • CronJob，用于描述定时任务
    • Deployment，pod的多实例管理器
    • Service，主要作用，就是作为Pod的代理入口，从而代替Pod对外暴露一个固定的网络地址
    • Secret，保存在Etcd中的键值对数据，用于pod间的访问鉴权
  • 在kubernetes项目中，推崇的使用方法是：
    • 通过“编排对象”，Pod，Job，CronJob等，来描述你试图管理的应用
    • 再为它定义一些“服务对象”，比如Service，Secret等，这些对象，会负责具体的平台级功能

10 kubernetes一键部署利器：kubeadm

  • kubeadm的工作原理
    • kubeadm的妥协方案，把kubelet直接运行在宿主机上，然后使用容器部署其他的kubernetes组件
  • kubeadm init的工作流程
    • 首先要做的是，一系列的检查工作，以确定这台机器可以用来部署kubernetes，称为“Preflight Checks”
    • 然后，生成kubernetes对外提供服务所需的各种证书和对应的目录
    • 证书生成后，kubeadm接下来会为其他组件生成访问kube-apiserver所需的配置文件
    • 接下来，kubeadm会为Master组件生成Pod配置文件
    • 然后，kubeadm就会为集群生成一个bootstrap token
    • token生成之后，kubeadm会将ca.crt等Master节点的重要信息，通过ConfigMap的方式保存在Etcd中，供后续部署Node节点使用
    • 最后一步，安装默认插件

12 第一个容器化应用

  • 一个YAML文件，在kubernetes中，就是一个API Objetc，API对象
  • 每一个API对象，都有一个叫做Metadata的字段，就是API对象的“标识”，即元数据，是我们从kubernetes中找到这个对象的主要依据
  • 一个API对象，大多可以分为Metadata和Spec两个部分，前者是这个对象的元数据，后者存放的是属于这个对象独有的定义，用来描述它所要表达的功能
  • 一些常用的命令
    • kubectl apply
    • kubectl exec
    • kubectl delete
    • kubectl get
    • kubectl create -f 我的配置文件

13 为什么我们需要Pod？

  • Pod，是kubernetes项目的原子调度单位，即最小的编排单位
  • Docker容器的本质：Namespace做隔离，Cgroups做限制，rootfs做文件系统
  • Pod，最重要的一个事实是，它只是一个逻辑概念
  • Pod里的所有容器，共享的是同一个Network Namespace，并且可以声明共享同一个Volume
  • Pod的实现需要使用一个中间容器，这个容器叫做Infra容器，永远是第一个被创建的容器