【Kubernetes】初识k8s--扫盲阶段

1、k8s概述

kubernetes是一个可移植、可扩展的开源平台，用于管理 容器化 的工作负载和服务，可促进申明式配置和自动化。kubernetes拥有一个庞大且快速增长的生态，其服务、支持和使用的范围相当广泛。

kubernetes是建立在Google大规模运行生产工作负载十几年的基础上，结合了社区中最优秀的想法和实践。

2、为什么要有k8s

2.1 回顾以往的应用部署方式

• 传统部署时代
  早期，各个组织是在物理服务器上运行的应用程序。由于无法限制在物理服务器中运行的应用程序的 资源使用 ，因此会导致 资源分配问题。
  例如：如果在同一台物理服务器上运行多个应用程序， 则可能会出现一个应用程序占用大部分资源的情况，而导致其他应用程序的性能下降。
  一种解决方案是将每个应用程序都运行在不同的物理服务器上， 但是当某个应用程序资源利用率不高时，剩余资源无法被分配给其他应用程序， 而且维护许多物理服务器的成本很高
• 虚拟化部署时代
  鉴于传统部署的劣势，虚拟化技术得以引入。虚拟化技术允许在单个物理服务器的CPU 上运行多台虚拟机（VM）。虚拟化能使应用程序在不同VM之间 彼此隔离， 且提供一定程度的 安全性，因为一个应用程序的信息不能被另一个应用程序随意访问。
  虚拟化技术能够更好的利用物理服务器的资源，并且因为可以轻松的添加或更新应用程序，因此具有更高级的可扩缩性，以及降低硬件成本等。
  每个 VM 是一台完整的计算机，在虚拟化硬件之上运行所有组件，包括其自己的操作系统。
• 容器部署时代
  容器类似于VM，但是他有更宽松的隔离特性，使容器之间能够共享操作系统（OS）。因此容器相比于VM是更轻量级的。
  与VM类似，容器也有自己的文件系统、CPU、内存、进程空间等。由于他们与基础架构分离，因此可以跨云和OS系统发行版本进行移植。

2.2 容器具有的优势

1. 敏捷应用程序的创建和部署
   与VM相比，使用容器镜像的方式创建更加高效和便捷
2. 持续开发、集成和部署
   由于镜像的不可变性，可通过快速简单的回滚，提供可靠且频繁的容器镜像构建和部署
3. 关注开发与运维的分离
   在构建、发布时创建应用程序镜像，而不是在部署时，从而将应用程序与基础架构分离
4. 可观察性
   不仅可以显示OS级别的信息和指标，还可以显示应用程序的运行状况和其他信号指标
5. 跨开发、测试和生产的环境一致性
   在个人PC上也可以在云上运行一样的应用程序
6. 跨云和操作系统发行版本的可移植性
   可在 Ubuntu、RHEL、CoreOS、本地、 Google Kubernetes Engine 和其他任何地方运行
7. 以应用程序为中心的管理
   提高抽象级别，从在虚拟硬件上运行 OS 到使用逻辑资源在 OS 上运行应用程序
8. 松散耦合、分布式、弹性、解放的微服务
   应用程序被分解成较小的独立部分， 并且可以动态部署和管理 ， 而不是在一台大型单机上整体运行
9. 资源隔离
   可预测的应用程序性能
10. 资源利用
    高效率和高密度

3、k8s能带来什么

容器 是打包和运行应用程序的好方式。在生产环境中，我们需要管理运行 一批应用程序的容器，确保服务不会下线。如：一个容器发生故障，需要立即启动另一个容器来接替他的工作。此类行为我们人工维护那工作量大，难度高。因此我们需要一个系统，它能够合理高效的处理这类问题。

这个就是kubernetes做的事情，kubernetes为我们提供了一个可以弹性运行分布式系统的框架，能够满足我们的扩展要求、在我们的应用出现问题是能够故障转移、提供部署模式等

具体来说，kubernetes能为我们提供以下支持：

1. 服务发现和负载均衡
   Kubernetes 可以使用 DNS 名称或自己的 IP 地址来暴露容器。 如果进入容器的流量很大， Kubernetes 可以负载均衡并分配网络流量，从而使部署稳定。
2. 存储编排
   Kubernetes 允许你自动挂载你选择的存储系统，例如本地存储、公共云提供商等。
3. 自动部署和回滚
   你可以使用 Kubernetes 描述已部署容器的所需状态， 它可以以受控的速率将实际状态更改为期望状态。 例如，你可以自动化 Kubernetes 来为你的部署创建新容器， 删除现有容器并将它们的所有资源用于新容器。
4. 自动完成装箱计算
   你为 Kubernetes 提供许多节点组成的集群，在这个集群上运行容器化的任务。 你在告诉 Kubernetes 每个容器需要多少 CPU 和内存 (RAM)后， Kubernetes 可以将这些容器按实际情况调度到你的节点上，以最佳方式利用你的资源。
5. 自我修复
   Kubernetes 将重新启动失败的容器、替换容器、杀死不响应用户定义的运行状况检查的容器， 并且在准备好服务之前不将其通告给客户端
6. 秘钥与配置管理
   Kubernetes 允许你存储和管理敏感信息，例如密码、OAuth 令牌和 SSH 密钥。 你可以在不重建容器镜像的情况下部署和更新密钥和应用程序配置，也无需在堆栈配置中暴露密钥。
7. 批处理执行
   除了服务外，Kubernetes 还可以管理你的批处理和 CI（持续集成）工作负载，如有需要，可以替换失败的容器
8. 水平扩缩
   使用简单的命令、用户界面或根据 CPU 使用率自动对你的应用进行扩缩
9. IPv4 / IPv6双栈
   为 Pod（容器组）和 Service（服务）分配 IPv4 和 IPv6 地址
10. 可扩展性设计
    在不改变上游源代码的前提下为你的k8s集群添加功能