Kubernetes

title: 历史.
content: Kubernetes(在希腊语意为“舵手”或“驾驶员”)由Joe Beda、Brendan Burns和Craig McLuckie创立,并由其他谷歌工程师,包括Brian Grant和Tim Hockin等进行加盟创作,并由谷歌在2014年首次对外宣布 。 该系统的开发和设计都深受谷歌的Borg系统的影响,其许多顶级贡献者之前也是Borg系统的开发者。在谷歌内部,Kubernetes的原始代号曾经是Seven,即星际迷航中的Borg(博格人)。Kubernetes标识中舵轮有七个轮辐就是对该项目代号的致意。  Kubernetes v1.0于2015年7月21日发布。 随着v1.0版本发布,谷歌与Linux 基金会合作组建了Cloud Native Computing Foundation(CNCF)并将Kubernetes作为种子技术来提供。  Rancher Labs在其Rancher容器管理平台中包含了Kubernetes的发布版。Kubernetes也在很多其他公司的产品中被使用,例如Red Hat的OpenShift, CoreOS的Tectonic, IBM的IBM私有云产品,,精灵云的EcOS,以及 VMware的PKS等等。
title: 设计.
content: Kubernetes在设计结构上定义了一系列的构建模块,其目的是为了提供一个可以共同提供部署、维护和扩展应用程序的机制。组成Kubernetes的组件设计概念为松耦合和可扩展的,这样可以使之满足多种不同的工作负载。可扩展性在很大程度上由Kubernetes API提供,此API主要被作为扩展的内部组件以及Kubernetes上运行的容器来使用。
title: Pod.
content: Kubernetes的基本调度单元称为“pod”。通过该种抽象类别可以把更高级别的抽象内容增加到容器化组件。一个pod一般包含一个或多个容器,这样可以保证它们一直位于主机上,并且可以共享资源。Kubernetes中的每个pod都被分配一个唯一的(在集群内的)IP地址这样就可以允许应用程序使用同一端口,而避免了发生冲突的问题。 Pod可以定义一个卷,例如本地磁盘目录或网络磁盘,并将其暴露在pod中的一个容器之中。。pod可以通过Kubernetes API手动管理,也可以委托给控制器来实现自动管理。
title: 标签和选择器.
content: Kubernetes使客户端(用户或内部组件)将称为“标签”的键值对附加到系统中的任何API对象,如pod和节点。相应地,“标签选择器”是针对匹配对象的标签的查询方法。  标签和选择器是Kubernetes中的主要分组机制,用于确定操作适用的组件。  例如,如果应用程序的Pods具有系统的标签 codice_1 (比如"codice_2"、"codice_3") 和一个 codice_4 (比如"codice_5"、"codice_6"),那么对所有"codice_3" 和 "codice_5" 节点的操作可以使用如下所示的标签选择器: codice_9
title: 控制器.
content: 控制器是通过管理一组pod来实现来将实际集群状态转移到所需集群状态的对帐循环机制。一种控制器指的是一组具有相同特征的“复制控制器”,控制器通过在集群中运行指定数量的pod副本来处理复制和缩放。在基础节点出现故障的情况下,它还可以用于处理创建替换pod。其它控制器也是核心Kubernetes系统的一部分,包括“DaemonSet控制器”为每台机器(或机器的一些子集)上运行的单个pod,和用于运行pod的“作业控制器”。 控制器管理的pod组由作为控制器定义的部分的标签选择器来确定。
title: 服务.
content: Kubernetes服务本质是一组协同工作的pod,类同多层架构应用中的一层。构成服务的pod组通过标签选择器来定义。Kubernetes通过给服务分配静态IP地址和域名来提供服务发现机制,并且以轮循调度的方式将流量负载均衡到能与选择器匹配的pod的IP地址的网络连接上(即使是故障导致pod从一台机器移动到另一台机器)。 默认情况下,服务任务会暴露在集群中(例如,多个后端pod可能被分组成一个服务,前端pod的请求在它们之间负载平衡);除此以外,服务任务也可以暴露在集群外部(例如,从客户端访问前端pod)。
title: 建构.
content: Kubernetes遵循主从式架构设计。Kubernetes的组件可以分为管理单个的 node 组件和控制平面部分的组件。  Kubernetes Master是集群的主要控制单元,其用于管理其工作负载并指导整个系统的通信。Kubernetes控制平面由各自的进程组成,每个组件都可以在单个主节点上运行,也可以在支持high-availability clusters的多个主节点上运行。是Kubernetes控制平面的各种组件如下:
title: etcd.
content: etcd 是由CoreOS开发,用于可靠地存储集群的配置数据的一种持久性,轻量型的,分布式的键-值数据存储组件。该组件可表示在任何给定时间点处的集群的整体状态。其他组件在注意到存储的变化之后,会变成相应的状态。
title: API服务器.
content: API服务器是一个关键组件 并使用 Kubernetes API 和 JSON over HTTP来提供了Kubernetes的内部和外部接口。 API服务器处理和验证 REST请求并更新 API 对象的状态etcd,从而允许客户端在Worker节点之间配置工作负载和容器。
title: 调度器.
content: T调度程序是可插拔式组件,其基于资源可用性来选择未调度的pod(由调度程序管理的基本实体)应该运行哪个节点。调度程序跟踪每个节点上的资源利用率,以确保工作负载不会超过可用资源。为此,调度程序必须知道资源需求,资源可用性以及各种其他用户提供的约束和策略指令,例如服务质量,亲和力/反关联性要求,数据位置等。实质上,调度程序的作用是将资源“供应”与工作负载“需求”相匹配以维持系统的稳定和可靠。
title: 控制器管理.
content: 控制器管理器是核心Kubernetes控制器,其包括DaemonSet控制器和复制控制器等。该控制器可与API服务器进行通信以在需要时创建,更新和删除他们管理的资源(pod,服务端点等)
title: Kubernetes 节点.
content: Node也称为Worker或Minion,是部署容器(工作负载)的单机器(或虚拟机)。集群中的每个节点都必须具备容器的运行环境(runtime) ——比如 Docker,以及下面提到的其他组件,以便与这些容器的网络配置进行通信。
title: Kubelet.
content: Kubelet负责每个节点的运行状态(即确保节点上的所有容器都正常运行)。它按照控制面板的指示来处理启动,停止和维护应用程序容器(按组织到pod中)。  Kubelet会监视pod的状态,如果不处于所需状态,则pod将被重新部署到同一个节点。节点状态每隔几秒就会传递消息至中继主机。主控器检测到节点故障后,复制控制器将观察此状态更改,并在其他健康节点上启动pod。
title: 容器.
content: 容器从属于pod。在运行应用、库及其依赖的微服务中,容器是最低层级的。通过绑定一个外部IP,容器可以被外网访问。
title: Kube代理.
content: Kube代理是网络代理和负载均衡的实现,支持服务抽象以及其他网络操作。根据传入请求的IP和端口,该组件会将流量转发到指定的合适的容器中。
title: cAdvisor.
content: cAdvisor 是监视和收集例如每个节点上的容器的CPU,内存,文件和网络使用情况等的资源使用情况和性能指标的代理组件。

Summary: Kubernetes(常简称为K8s)是用于自动部署、扩展和管理「容器化(containerized)应用程序」的开源系统。该系统由Google设计并捐赠给Cloud Native Computing Foundation(今属Linux基金会)来使用。

Kubernetes: Kubernetes (auch als k8s bezeichnet, deutsche Aussprache: [], englische Aussprache: []) ist ein Open-Source-System zur Automatisierung der Bereitstellung, Skalierung und Verwaltung von Container-Anwendungen, das ursprünglich von Google entworfen und an die Cloud Native Computing Foundation (CNCF) gespendet wurde. Es zielt darauf ab, eine „Plattform für das automatisierte Bespielen, Skalieren und Warten von Anwendungscontainern auf verteilten Hosts“ zu liefern. Es unterstützt eine Reihe von Container-Tools, einschließlich Docker.