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之前我曾經(jīng)提到了一系列關(guān)于服務(wù)網(wǎng)格的內(nèi)容。然而，我意識(shí)到有些同學(xué)可能對(duì)Kubernetes的了解相對(duì)較少，更不用說(shuō)應(yīng)用服務(wù)網(wǎng)格這個(gè)概念了。因此，今天我決定帶著大家快速理解Kubernetes中的一些專有名詞，以便在短時(shí)間內(nèi)入門，并減少學(xué)習(xí)的時(shí)間。我將在接下來(lái)的5分鐘內(nèi)為你介紹這些名詞，希望你能從中獲得一些收獲。如果你覺(jué)得有所幫助，請(qǐng)給個(gè)贊來(lái)鼓勵(lì)我吧！你的支持是我前進(jìn)的動(dòng)力~
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Kubernetes
首先，我想強(qiáng)調(diào)的是，在學(xué)習(xí)任何一項(xiàng)知識(shí)時(shí)，官方文檔都是最重要的資源：https://kubernetes.io/zh-cn/docs/home/
官方文檔提供了詳盡、準(zhǔn)確的信息，幫助我們深入了解和掌握這個(gè)技術(shù)。因此，如果你真的對(duì)Kubernetes感興趣，我強(qiáng)烈建議你花些時(shí)間仔細(xì)閱讀官方文檔。
談到Kubernetes，它是一個(gè)開源的容器編排引擎，旨在實(shí)現(xiàn)容器化應(yīng)用的自動(dòng)化部署、擴(kuò)縮和管理。簡(jiǎn)而言之，它能夠集中控制多個(gè)Docker容器，而不僅限于單獨(dú)操作每個(gè)容器。在沒(méi)有Kubernetes之前，如果我們想要同時(shí)操作多個(gè)Docker容器，可能需要學(xué)習(xí)并執(zhí)行Shell腳本，這需要花費(fèi)一些時(shí)間。因此，如果你希望實(shí)現(xiàn)批量管理Docker容器，Kubernetes就是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，當(dāng)然也可以考慮其他類似的產(chǎn)品。
Kubernetes 組件
假設(shè)你已經(jīng)順利完成Kubernetes的安裝。一旦你部署好Kubernetes，你就擁有了一個(gè)完整的集群。下面是官方提供的架構(gòu)圖，我們可以參考一下。圖中列出了許多組件的名稱，包括：Node、Pod、kubelet、kube-proxy、kube-apiserver、etcd、kube-scheduler、kube-controller-manager、cloud-controller-manager等一系列專有名詞。接下來(lái)，我們將逐一解釋這些名詞的含義。
圖片
Node
根據(jù)架構(gòu)圖，你可能已經(jīng)猜到Node實(shí)際上就是一臺(tái)機(jī)器，它負(fù)責(zé)運(yùn)行容器化的應(yīng)用程序。然而，一個(gè)Node上可以運(yùn)行多個(gè)Pod。Pod是Kubernetes的最小調(diào)度單位，通常情況下，一個(gè)Pod代表一個(gè)微服務(wù)。下面是一個(gè)Pod的YAML示例：
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: my-pod
spec:
containers:
- name: my-container
image: nginx:latest然而，這并不意味著一個(gè)Pod只能支持一個(gè)docker鏡像。例如，我們的服務(wù)網(wǎng)格中存在邊車模式，允許在同一個(gè)Pod中定義多個(gè)微服務(wù)。但為什么不在同一個(gè)Pod中定義多個(gè)微服務(wù)呢？這是因?yàn)镻od是最小的調(diào)度單位，它們需要一起啟動(dòng)和重啟。這種綁定關(guān)系非常嚴(yán)格，因此如果你已經(jīng)有一個(gè)集群，為什么不將它們分開定義呢？因此，即使定義多個(gè)鏡像，也只需要定義一些輔助功能，如日志收集等。
kubelet
kubelet這個(gè)組件在整個(gè)Kubernetes系統(tǒng)中扮演著重要的角色。具體而言，控制平面將Pod的定義發(fā)送給kubelet，然后kubelet根據(jù)這些定義來(lái)創(chuàng)建和管理Pod中的容器。kubelet負(fù)責(zé)監(jiān)控Pod和容器的狀態(tài)，并將這些狀態(tài)信息報(bào)告給控制平面?？刂破矫婵梢愿鶕?jù)這些狀態(tài)信息來(lái)做出調(diào)度和管理決策，以確保整個(gè)系統(tǒng)的高效運(yùn)行。
你可以將Pod理解為每個(gè)項(xiàng)目組的招聘HR，類似于一個(gè)項(xiàng)目的招聘負(fù)責(zé)人。而控制平面則可以理解為上層的公司領(lǐng)導(dǎo)，他們制定了招聘要求和招聘人數(shù)，具體的招聘工作由HR來(lái)執(zhí)行。HR的職責(zé)是確保項(xiàng)目有足夠的人員，并且符合公司領(lǐng)導(dǎo)的要求。他們會(huì)持續(xù)監(jiān)視項(xiàng)目的人員情況，一旦有人離職，他們會(huì)向上級(jí)報(bào)告，滿足上層的控制平面要求。同時(shí)，上層的公司領(lǐng)導(dǎo)與項(xiàng)目人員是沒(méi)有直接溝通的，所有的溝通都通過(guò)HR進(jìn)行。HR在這個(gè)過(guò)程中起到了項(xiàng)目人員與上層領(lǐng)導(dǎo)之間的聯(lián)絡(luò)人的作用，負(fù)責(zé)傳遞信息、解決問(wèn)題和協(xié)調(diào)工作。
kube-proxy
加長(zhǎng)優(yōu)化語(yǔ)句：我們?cè)诩軜?gòu)圖中看到kube-proxy也是與上層有聯(lián)系的。它通過(guò)服務(wù)代理和負(fù)載均衡功能，實(shí)現(xiàn)了集群內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)通信和流量轉(zhuǎn)發(fā)，確保了服務(wù)的可用性和可靠性。
在我們的項(xiàng)目組中，他是誰(shuí)呢？他是那位真正指導(dǎo)Pod要執(zhí)行哪些任務(wù)的人?？梢哉f(shuō)，他擔(dān)任著項(xiàng)目組中開發(fā)leader的角色，或者像項(xiàng)目經(jīng)理一樣的角色。他負(fù)責(zé)指導(dǎo)我們要做什么任務(wù)，一旦有需求，他會(huì)負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)和分配工作。
然而，需要注意的是，他并不直接與Pod進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，而是與Service對(duì)象進(jìn)行溝通。
Service
在上述情況中，我們引入了Service對(duì)象。實(shí)際上，Service對(duì)象代表了一組Pod資源。在生產(chǎn)環(huán)境中，我們通常不會(huì)只部署一個(gè)服務(wù)來(lái)處理請(qǐng)求，而是會(huì)有多個(gè)Pod副本同時(shí)處理。因此，我們需要一個(gè)Service對(duì)象將它們歸類在一起，以便kube-proxy可以進(jìn)行負(fù)載均衡轉(zhuǎn)發(fā)等操作。只要Pod中的labels標(biāo)簽后面的key:value匹配，就可以將請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的Pod副本。metadata下的labels字段可以包含任何鍵值對(duì)，只要符合key:value的格式即可。
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
name: nginx
labels:
app.kubernetes.io/name: proxy
spec:
containers:
- name: nginx
image: nginx:stable
ports:
- containerPort: 80
name: http-web-svc
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: nginx-service
spec:
selector:
app.kubernetes.io/name: proxy
ports:
- name: name-of-service-port
protocol: TCP
port: 80
targetPort: http-web-svc控制平面組件
控制平面組件在集群中扮演著重要角色，它們負(fù)責(zé)做出全局決策，例如資源的調(diào)度，以及監(jiān)測(cè)和響應(yīng)集群事件，比如當(dāng)部署的replicas字段不滿足時(shí)，啟動(dòng)新的Pod?？刂破矫娼M件可以在集群中的任何節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行。然而，為了簡(jiǎn)化設(shè)置和管理，通常會(huì)在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上啟動(dòng)所有控制平面組件，并且不會(huì)在該計(jì)算機(jī)上運(yùn)行用戶容器?？梢詫⑵漕惐葹楣径聲?huì)，他們負(fù)責(zé)決策和管理，與實(shí)際執(zhí)行工作的Pod之間關(guān)系不直接。
kube-apiserver
通過(guò)這個(gè)名字，你可以推斷出他負(fù)責(zé)處理并調(diào)用其他組件來(lái)完成所有API請(qǐng)求。舉個(gè)例子，我們之前定義了一個(gè)Pod的YAML格式文件。通過(guò)在后臺(tái)執(zhí)行kubectl apply -f your-pod.yaml，kube-apiserver就會(huì)接收到你的請(qǐng)求，并將其轉(zhuǎn)發(fā)給誰(shuí)呢？正如我們之前提到的，它會(huì)將請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給kubelet，kubelet負(fù)責(zé)與Docker進(jìn)行交互并進(jìn)行創(chuàng)建等操作。因此，kube-apiserver就像是我們的控制器一樣，直接接收請(qǐng)求但不處理它們。
etcd
etcd是一種用作Kubernetes所有集群數(shù)據(jù)的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。不僅可以存儲(chǔ)你能想到的所有數(shù)據(jù)，而且采用分布式存儲(chǔ)方式，基于Raft算法確保數(shù)據(jù)的一致性。這使得所有節(jié)點(diǎn)都能保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性，因?yàn)閑tcd存儲(chǔ)了集群的配置數(shù)據(jù)、狀態(tài)信息和元數(shù)據(jù)。作為集群的“大腦”，etcd存儲(chǔ)了關(guān)于容器、節(jié)點(diǎn)、Pod、服務(wù)和其他資源的信息。通過(guò)監(jiān)視etcd中的數(shù)據(jù)變化，服務(wù)發(fā)現(xiàn)機(jī)制能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)的服務(wù)注冊(cè)和發(fā)現(xiàn)。當(dāng)新的Pod或服務(wù)被創(chuàng)建時(shí)，它們會(huì)在etcd中注冊(cè)相關(guān)信息。其他組件或應(yīng)用程序可以通過(guò)查詢etcd來(lái)獲取這些信息，從而實(shí)現(xiàn)服務(wù)之間的通信和協(xié)調(diào)。
kube-scheduler
我們當(dāng)時(shí)說(shuō)kubelet是負(fù)責(zé)管理該節(jié)點(diǎn)上的容器和Pod，那么誰(shuí)來(lái)調(diào)度呢？就是由kube-scheduler負(fù)責(zé)。kube-scheduler的主要職責(zé)是從可用節(jié)點(diǎn)中選擇最優(yōu)節(jié)點(diǎn)來(lái)運(yùn)行Pod，以確保資源的均衡分配，避免機(jī)器資源的浪費(fèi)。由于控制平面組件較多，為了更好地理解它們各自的作用，我還額外準(zhǔn)備了一張圖來(lái)清晰地展示。
圖片
kube-controller-manager
kube-controller-manager是Kubernetes集群中不可或缺的核心組件之一，它的主要職責(zé)是運(yùn)行一系列控制器，以確保集群的狀態(tài)始終維持在預(yù)期的狀態(tài)。為了更好地理解其功能，我們以Deployment Controller管理器為例進(jìn)行說(shuō)明，而其他控制器的詳細(xì)信息則可以通過(guò)自行查詢來(lái)獲取。
Deployment Controller是一個(gè)負(fù)責(zé)管理應(yīng)用部署的組件。它的主要功能是根據(jù)用戶定義的期望狀態(tài)來(lái)控制ReplicaSet的創(chuàng)建、更新和刪除操作，從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的滾動(dòng)升級(jí)和回滾。舉一個(gè)例子。當(dāng)一個(gè)Pod掛掉時(shí)，kubelet會(huì)首先監(jiān)測(cè)到該P(yáng)od的狀態(tài)改變，并將這個(gè)信息傳遞給kube-controller-manager中的Replication Controller（如果該P(yáng)od是由Replication Controller創(chuàng)建的）。Replication Controller是負(fù)責(zé)維護(hù)Pod副本數(shù)量的控制器之一。
一旦Replication Controller接收到關(guān)于Pod狀態(tài)改變的通知，它將檢查集群中當(dāng)前的Pod副本數(shù)量，并根據(jù)其定義的副本數(shù)量進(jìn)行調(diào)整。如果發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的Pod數(shù)量少于所需的副本數(shù)量，Replication Controller將發(fā)出指令給kubelet，在相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)上重新創(chuàng)建缺失的Pod來(lái)滿足副本數(shù)量的要求。之前我們不是一直說(shuō)將kubelet比作是HR嗎？上層領(lǐng)導(dǎo)找到了就是Deployment Controller。
注意不管是什么管理層Controller都要走kube-apiserver這一層。只有他才有資格調(diào)用其他組件kube-apiserver。
cloud-controller-manager
cloud-controller-manager是一個(gè)可選的組件，它提供了與云平臺(tái)相關(guān)的控制器。對(duì)于我們來(lái)說(shuō)，它可能看起來(lái)與我們的工作無(wú)關(guān)。cloud-controller-manager在與云平臺(tái)的API進(jìn)行交互時(shí)，能夠管理云資源，例如負(fù)載均衡器、節(jié)點(diǎn)組、存儲(chǔ)卷等。這使得我們能夠獲得更豐富的云資源管理功能。需要注意的是，cloud-controller-manager的具體功能和行為是根據(jù)所使用的云平臺(tái)而定的。因此，它可以根據(jù)我們所用的云平臺(tái)提供適當(dāng)?shù)慕鉀Q方案。
總結(jié)
在本文中，我向大家介紹了Kubernetes中的一些專有名詞。Kubernetes是一個(gè)非常強(qiáng)大的容器編排引擎，可以幫助我們自動(dòng)化部署、擴(kuò)展和管理容器化應(yīng)用程序。通過(guò)了解這些專有名詞，我們可以更好地理解Kubernetes的工作原理和架構(gòu)。
新聞名稱：五分鐘搞懂Kubernetes：輕松理解所有組件
標(biāo)題鏈接：http://m.5511xx.com/article/dhpgpjd.html
