k8s(kubernetes)介绍篇

一、Kubernetes 是什么

Kubernetes 是一个全新的基于容器技术的分布式架构解决方案，是 Google 开源的一个容器集群管理系统，Kubernetes 简称 K8S。

Kubernetes 是一个一站式的完备的分布式系统开发和支撑平台，更是一个开放平台，对现有的编程语言、编程框架、中间件没有任何侵入性。

Kubernetes 提供了完善的管理工具，这些工具涵盖了开发、部署测试、运维监控在内的各个环节。

Kubernetes 具有完备的集群管理能力，包括多层次的安全防护和准入机制、多租户应用支撑能力、透明的服务注册和服务发现机制、内建智能负载均衡器、强大的故障发现和自我修复能力、服务滚动升级和在线扩容能力、可扩展的资源自动调度机制、多粒度的资源配额管理能力。

Kubernetes 官方文档：Kubernetes

二、Kubernetes 特性

① 自我修复
在节点故障时，重新启动失败的容器，替换和重新部署，保证预期的副本数量；杀死健康检查失败的容器，并且在未准备好之前不会处理用户的请求，确保线上服务不中断。
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② 弹性伸缩
使用命令、UI或者基于CPU使用情况自动快速扩容和缩容应用程序实例，保证应用业务高峰并发时的高可用性；业务低峰时回收资源，以最小成本运行服务。
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③ 自动部署和回滚
K8S采用滚动更新策略更新应用，一次更新一个Pod，而不是同时删除所有Pod，如果更新过程中出现问题，将回滚更改，确保升级不影响业务。
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④ 服务发现和负载均衡
K8S为多个容器提供一个统一访问入口（内部IP地址和一个DNS名称），并且负载均衡关联的所有容器，使得用户无需考虑容器IP问题。
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⑤ 机密和配置管理
管理机密数据和应用程序配置，而不需要把敏感数据暴露在镜像里，提高敏感数据安全性。并可以将一些常用的配置存储在K8S中，方便应用程序使用。
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⑥ 存储编排
挂载外部存储系统，无论是来自本地存储，公有云，还是网络存储，都作为集群资源的一部分使用，极大提高存储使用灵活性。
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⑦ 批处理
提供一次性任务，定时任务；满足批量数据处理和分析的场景。

三、基础架构图

核心组件：
• etcd保存了整个集群的状态和应用部署的信息；
• Kube-apiserver提供了资源操作的唯一入口，并提供认证、授权、访问控制、API注册和发现等机制；
• Kube-Controller-manager负责维护集群的状态，比如故障检测、自动扩展、滚动更新等；
• Kube-scheduler负责资源的调度，按照预定的调度策略将Pod调度到相应的机器上；
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• kubelet负责节点注册和心跳发送、应用生命周期管理、应用健康检查、CSI存储接口对接存储；
• Container runtime负责镜像管理以及Pod和容器的真正运行（CRI）；
• kube-proxy负责服务暴露实现；           
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注意：kubelet、container Runtime、kube-proxy这几个组件在master节点也可以有。master节点也可以组集群。具体作用可自行检索。

Node和Pod是不同的概念，Node是物理或虚拟机器，而Pod是一个或多个容器的集合。Pod可以在Node上运行，一个Node可以运行多个Pod，一个Pod也可以跨多个Node运行。

四、配额限额

（1）资源配置

要配置两个：

request--资源请求， limit--最大限制；

实例：spec:containers:- name: hostnamesimage: mirrorgooglecontainers/serve_hostnameresources:requests:cpu: 100mmemory: 100Milimits:cpu: 100mmemory: 100Mi100 millicpu，也就是 0.1 个 CPU 的意思。也可以写成 cpu：0.1；
memory100Mi：1Mi=1024*1024；1M=1000*1000，所以这里就是100MB内存的意思。

问题：按理说设置limit最大资源限制就可以了，类似docker-compose上面配置一样，为什么k8s还要设置一个request资源请求参数？
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答：`resources.requests` 字段可以指定 Pod 所需的 CPU 和内存资源量。Kubernetes 调度器会根据这个参数来选择合适的节点，以确保节点上的资源能够满足 Pod 的需求。如果没有设置这个参数，Kubernetes 调度器会默认将 Pod 的资源需求设置为 0，这可能会导致 Pod 被调度到资源不足的节点上，从而影响 Pod 的性能和稳定性。
需要注意的是，resources.requests 字段只是一个建议值，Kubernetes 调度器并不会强制要求节点提供这些资源。如果节点上的资源不足，Pod 仍然可能会出现资源不足的情况。因此，在设置 resources.requests 字段时，需要根据实际情况合理设置，以确保 Pod 能够正常运行。

（2）资源抢占

对于内存这类不可压缩资源，如果发生资源抢占，则会按照优先级的高低进行Pod的驱逐(关闭掉)。驱逐的策略为： 优先驱逐Request=Limit=0（BestEffort级别）的Pod，其次驱逐Request !=Limit (Burstable)。0<Request==Limit的Pod的会被保留;

Request设置按比例分占CPU调度的时间片，所以反过来说，request值设得越大，也就意味着，发生资源抢占时，每个Pod分到的CPU时间片也越多；