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1、何谓Kubernetes?

随着业务需求的快速发展,“动态”特性仿佛就成了技术解决业务刚需的必要条件。
3年前的spring cloud通过注册中心eureka解决了服务动态上下线、注册和续约的问题;
近几年,kubernetes则通过其强大的基础对象和平台的动态特性,从运维侧对产品的稳定性和扩展性保驾护航!

2、容器化究竟解决了什么问题

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作为资深的互联网从业者,我对于运维人员一直强调的一点就是:

运维人员必须投身到发布环节中,充分了解业务,才能产生价值!

这里的业务,我把它分为两块来看:

首先:

你需要去充分了解所辖项目组的业务代码和研发人员共同owner。而不是说,我交付给你服务器,后面的事情我就不管了,这是万万不可的:
一方面,你完全脱离了业务。
你并不知道这个项目组的业务今天上了什么新功能、这个新功能如何回归、如何测试,新代码的配置存在于哪个git仓库的哪个项目的哪个目录中,对其配置的正确性你也就无从检查了?(如运维类配置、业务字段的配置等等)
另一方面,对于线上问题的定位会很欠缺。
比如当我们的一个pc端应用的搜索功能出现问题时,你能否第一时间怀疑到相关的微服务程序?而不是等着研发人员走过来和你说:“帮我查看一下某几台上面xx程序的日志呢?”

其次:

就是需要充分了解整个上线流程。比如:大版本如何定义、hotfix流程怎么走、rollback流程怎么走、如何定义紧急两字、什么时候做Code Freeze(代码冻结)、谁来做?等等

只有当你切身地投入其中,才能发现、提出和改善业务流转中的问题,这样你的价值也就得以体现!

现在我们再来谈一下上线流程问题

传统架构中,我们都会碰到一个头疼的问题:

那就是测试环境部署成功、生产环境部署的时候却连连报错?为什么?

那就是环境差异性带来的问题!应用程序和其依赖被没有很好的打包、组装在一起!这也就是容器化解决的根本难题。

3、Kubernetes架构

如果把容器化比作集装箱,其作用是打包程序所依赖的相关插件和库文件;

那么,Kubernetes就好比是一个设施丰富且完善的船坞码头,它复杂管理这些集装箱,如何“堆放”才能更合理、更有效,这就是它需要考虑和做的事情。

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4、Kubernetes的部署架构

在这里插入图片描述
上面是关于Kubernetes的组件架构图,这是我从官网摘录下来的。

如图,我们可以粗略观察发现,Kubernetes分为Master端和Nodes端,以及一个外接的cloud端。

他们工作逻辑和内部组件,下面分开进行描述:

5、Master节点

又称为控制平面:control plane

包括:kube-apiserverkube-schedulerkube-controller-manageretcd四个组件。

kube-apiserver
是一个将kubernetes控制平面中的API暴露出来的API服务,用于接收用户端的操作请求,这服务是kubernetes控制平面的前端。
它是无状态应用,用户可以运行多个kube-apiserver组件的实例,用于平衡实例的请求流量。

kube-scheduler
用于watch监听apiserver的资源变动(增删改查),并调度至合适的后端node节点,从而来创建pod资源。

kube-controller-manager
每个控制器都是独立的二进制进程,包括:Node Controller、Replication Controller、Endpoints Controller和Service Account & Token Controllers。

etcd
高可用、KV结构的kubernetes的后端数据存储组件。
文档补充:备份方案>>( https://kubernetes.io/docs/tasks/administer-cluster/configure-upgrade-etcd/#backing-up-an-etcd-cluster )和官方文档 ( https://etcd.io/docs/v3.4.0/ )

cloud-controller-manager
是kubernetes与云厂商提供的服务能力对接的关键组件。
又称为kubernetes cloudprovider。

6,Node节点

又称为数据平面:data plane

包括kubeletkube-proxyContainer Runtime这三个组件。

kubelet
运行在集群每个节点的客户端,需要确保相关容器运行在pod中;通过PodSpecs标签,描述容器的运行状态。

kube-proxy
是一个运行在集群每个节点的网络代理组件。

Container Runtime
支持运行容器底层环境的软件;
支持: Docker, containerd, cri-o, rktlet 等

7、cloud端

①cloud:
作为集群外部的附加能力,通过与cloud-controller-manager组件对接,扩展kuberntes集群于云上动态扩展的特性

8、Addons(附加组件)

使用Kubernetes resources增加集群功能,如DNS、Web UI (Dashboard)、Container Resource Monitoring、Cluster-level Logging等等

可用Addons请参考:附件大全(https://kubernetes.io/docs/concepts/cluster-administration/addons/)

9、工作流程概述

Master:
用户通过(API、WebUI、CLI)向APIserver发送请求,kube-scheduler组件监听APIserver的资源变动,同时从Node节点中选取最合适的Node节点开始调度,并把调度结果保存至Etcd中。

Node:
kubelet也会监听APIserver的资源变动,并在符合的Node上通过kubelet调用相关的docker引擎进行后续打包和构建操作。