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news 2025/10/22 8:30:52

珠海图远建设公司网站,太原建站模板,电子商务网站建设前期准备,落地页制作用什么软件一、前言在开始学习K8s之前#xff0c;让我们对容器有一个基本的了解 1.1 什么是容器一个容器镜像是一个可运行的软件包#xff0c;其中包含了一个完整的可执行程序#xff0c;包括代码和运行时需要应用、系统库和全部重要设置的默认值。通过将应用程序本身#xff…一、前言在开始学习K8s之前让我们对容器有一个基本的了解 1.1 什么是容器一个容器镜像是一个可运行的软件包其中包含了一个完整的可执行程序包括代码和运行时需要应用、系统库和全部重要设置的默认值。通过将应用程序本身和其依赖容器化操作系统发行版本和其他基础环境造成的差异都被抽象掉了。应用程序通过使用容器与底层的宿主机架构解耦。如下图所示我们可以利用底层机器在容器引擎之上运行多个容器。这促进了容器在各种操作系统和云场景中的部署。每天有数千个容器实例被大型和小型软件组织部署操作简单了但是管理复杂容器编排工具应运而生。 K8s凭借其各种优势和功能特性在行业占据主导地位。容器化是一种趋势主要应用的是docker。 1.2 为什么市场推荐K8s K8s是第一个由云原生计算基金会(Cloud Native Computing Foundation, CNCF)和谷歌基金会倡议的项目是继Linux之后增长最快的开源软件项目。为什么现在有很多企业依赖K8s来满足他们的容器编排需求? 原因有很多: 可移植性和灵活性K8s有很强的兼容性因为它可以在各种基础设施和环境设置下运行。大多数其他编排器没有这种灵活性。它们被锁定在特定的运行时或基础架构中。开源CNCF负责管理K8s这是一个完全开源、由社区驱动的项目。它有许多重要的企业赞助商但没有一家公司能“控制”这个平台或者控制它的发展方向。多云兼容性K8s不但可以将工作负载托管在单个云上而且可以将工作负载分布在多个云上。 K8s也能轻松地将其环境从一个云扩展到另一个云。虽然其它编排器也能支持多云架构但K8s在多云兼容性性方面可以完全超越它们。市场领导者大部分公司都在使用K8s。根据红帽公司的一项调查K8s被客户广泛使用 (88%)尤其在生产环境中(74%)。二、docker 2.1 什么是docker Docker 是一种开源项目用于将应用程序自动部署为可在云或本地运行的便携式独立容器。是一个可以把开发的应用程序自动部署到容器的开源引擎。 docker包括三个概念镜像image容器container、仓库repository 通过仓库中的镜像可以很方便的移植到其他机器上不需要重新搭环境。所以大家需要注意Docker本身并不是容器它是创建容器的工具是应用容器引擎。 2.2docker和VM差异如上图容器有点像一个个的集装箱彼此之间隔离但是共享同一套操作系统 docker是一个应用层的抽象容器之间通过网络命名空间进行隔离多个容器共享同一个操作系统内核。VM是对物理硬件层的抽象每个VM都包含独立的操作系统重且启动缓慢。VM主要为了提供系统环境容器主要是为了提供应用环境。三、K8S 3.1 架构图 ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/e67238f18053482991aac652a19ee083.png 由 Master 节点和 Node 节点组成Master为控制节点Node为计算节点。 3.2 Master Master节点负责维护集群的目标状态由三个紧密协作的组件组成分别为 kube-api-server提供 “声明式” API服务。kube-scheduler负责调度将新创建的Pod安排到合适的几点运行。”合适的” 需要考虑Pod的资源需求、硬件/软件/策略约束、数据位置等。kube-controller-manager负责编排用于调节系统状态。通过apiserver监控集群状态并将状态调整为目标状态。现今K8s自带的控制器包含副本控制器、节点控制器、命名空间控制器和ServiceAccounts控制器。整个集群状态的持久化放在etcd这个kv数据库中. 3.3 node 节点组件是Kubernetes中的worker机器受到master的管理。节点可以是虚拟机VM或物理机器——Kubernetes在这两种类型的系统上都能良好运行。每个节点都包含运行pod的必要组件 kubelet – 为位于那个节点上的pod监视API服务器确保它们正常运行cAdvisor - 收集在特定节点上运行着的pod的相关指标kube-proxy - 监视API服务器实时获取pod或服务的变化以使网络保持最新容器运行时 - 负责管理容器镜像并在该节点上运行容器 3.3.1 节点组件详解总而言之就是节点上运行着两个最重要的组件——kubelet和kube-proxy除此之外还有一个负责运行应用容器化应用程序的容器引擎。 3.3.1.1 kubelet kubelet处理着master和在其上运行的节点之间的所有通信。它以manifest的形式接收来自主设备的命令manifest定义着工作负载和操作参数。它与负责创建、启动和监视pod的容器运行时进行接合。 kubelet还会周期性地对配置的活跃度探针和准备情况进行检查。它会不断监视pod的状态并在出现问题时启动新实例。kubelet还有一个内部HTTP服务器在端口10255上显示一个只读视图。除此之外在/healthz上还有一个健康检查端点以及一些其他状态端点。例如我们可以在/pods获取正在运行的pod的列表。我们还可以在/spec获取kubelet正在运行的机器的详情。 3.3.1.2 kube-proxy kube-proxy组件在每个节点上运行负责代理UDP、TCP和SCTP数据包它不了解HTTP。它负责维护主机上的网络规则并处理pod、主机和外部世界之间的数据包传输。它就像是节点上运行着的pod的网络代理和负载均衡器一样通过在iptables使用NAT实现东/西负载均衡。 kube-proxy过程位于连接到Kubernetes的网络和在该特定节点上运行的pod之间。它本质上是Kubernetes的核心网络组件负责确保跨集群的所有元素有效地进行通信。当用户创建Kubernetes服务对象时kube-proxy实例会负责将该对象转换为位于worker节点的、本地iptables规则集上的有意义的规则。iptables用于将分配给服务对象的虚拟IP转换为服务映射的所有pod IP。 3.3.1.3 容器运行时容器运行时负责从公有或私有镜像仓库中拉取镜像并根据这些镜像运行容器。当下最流行的容器引擎无疑是Docker不过Kubernetes还支持诸如rkt、runc等的其他容器运行时。正如我们在上文中提到过的kubelet会直接与容器运行时交互以启动、停止或删除容器。 3.3.1.4 cAdvisor cAdvisor是一个开源代理它能够监视资源使用情况并分析容器的性能。cAdvisor最初由谷歌创建现在已与kubelet集成。位于每个节点上的cAdvisor实例会收集、聚合、处理和导出所有正在运行的容器的指标如CPU、内存、文件和网络使用情况等。所有数据都将发送到调度程序以确保调度程序了解节点内部的性能和资源使用情况。这些信息会被用于执行各种编排任务如调度、水平pod扩展、管理容器资源限制等。 3.4 pod Kubernetes为每个Pod都分配了唯一的IP地址称之为Pod IP。一个Pod里多个容器共享Pod IP地址。Kubernetes要求底层网络支持集群内任意两个Pod之间的TCP/IP直接通信这通常使用虚拟二层网络技术来实现。 Pod 是K8s基础单位可以封装单个容器或多个容器容器间共享网络、存储等。 3.4.1 主要使用方式 Pod 的两个主要用途如下所示运行单个容器的 Pod 每个 Pod 一个容器的模型是最常见的使用情况在这种情况下可以将 Pod 看作单个容器的包装器并且 Kubernetes 直接管理 Pod而不是容器。运行多个协同工作的容器的 Pod Pod 可能封装由多个紧密耦合且需要共享资源的共处容器组成的应用程序Pod 将这些容器和存储资源打包为一个可管理的实体。 3.4.1 网络如何共享同一个 Pod 内部通讯同一个 Pod 共享同一个网络命名空间共享同一个 Linux 协议栈。不同 Pod 之间通讯 Pod1 和 Pod2 在同一台 Node 主机由 docker0 网桥直接转发请求到 Pod2 上面 Pod1 和 Pod2 不在同一台 Node 主机Pod 的地址是与 docker0 在同一个网段的但 docker0 网络与宿主机网卡是两个完全不同的 IP 网段并且不同的 Node 之间的通讯只能通过宿主机的物理网卡进行。将 Pod 的 IP 地址和所在 Node 的 IP 地址关联起来通过这个关联让 Pod 可以互相访问。 Pod 至 Service 的网络目前基于性能考虑全部为 iptables 或 lvs 维护和转发。 Pod 到外网 Pod 想外网发送请求查找路由表转发数据包到宿主机的网卡宿主机网卡完成路由选择之后iptables 或 lvs 执行 Masquerade把源 IP 地址更改为宿主机的网卡的 IP 地址然后向外网服务器发送请求。外网访问 Pod 通过 Service 服务来向外部提供 Pod 服务。四、rancher 由于K8S自带的管理界面不太好rancher开始流行起来管理K8S通过界面方式操作yaml\json配置化文件。 4.1 Namespace Namespace 是k8s 中非常重要的一种资源它的主要作用是用来实现多套环境的资源隔离或多租户的资源隔离。默认情况下K8s 集群中所有的pod 都可以互相访问但是在实际中可能不想让两个pod 之间相互访问这个时候就需要将这两个pod 划分到不同的namespace 之下K8s 通过将集群内部的资源分配到不同的Namespace中可以形成逻辑上的“组”。以方便不同组的资源进行隔离使用和管理。可以根据K8s 授权机制将不同的namespace 交给不同的租户进行管理。这样就实现了多租户的资源隔离。此时还可以结合K8s 的资源配额机制限定不同的租户能占用的资源如cpu 使用量, 内存使用量等等。来实现租户可用资源的管理。 4.2 副本一个pod是一组容器, k8s操作最小单位是pod, 如果pod副本设置多个,表示有多个一样的pod同时在运行。由于时间有限后面有时间再写系列课程
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