k8s是什么

1、k8s出现的背景：

随着服务器上的应用增多，需求的千奇百怪，有的应用不希望被外网访问，有的部署的时候，要求内存要达到多少G，每次都需要登录各个服务器上执行操作更新，不仅容易出错，还很浪费时间。

2、k8s是什么？

介于应用服务和服务器之间，能够通过策略协调和管理多个应用服务，只需要一个yaml文件配置，定义应用的部署顺序等信息，就能自动部署应用到各个服务器上，能让它们自动阔缩容，而且做到挂了后在其他服务器上自动部署应用。

本质上是应用服务和服务器之间的中间层，通过暴露一系列API能力，让我们简化服务的部署运维流程。并且中大厂利用这些api能力，搭建自己的服务管理平台，程序员不需要再敲kubectl命令，直接在界面上点点就能完成服务的部署和扩容等操作。

3、k8s架构原理：

k8s分成两部分，一部分叫做控制平面（control plane），另一部分叫做工作节点（Node）。

控制平面负责控制和管理各个node，node负责运行各个应用服务。

（1）控制平面内部组件

API SERVER作用： 以前我们需要登录到每台服务器上手动执行各种命令，现在我们只需要调用k8s提供的api接口就能操作这些服务资源，这些接口都是由API SERVER组件提供的。

scheduler作用： 以前我们需要到处看哪台服务器CPU和内存资源充足，然后才能部署应用，现在可以通过控制平面中的scheduler调度器来完成。

controller Mgr 作用：以前我们需要手动创建和关闭服务，现在这部分功能由controller Mgr控制器管理器完成。

ETCD：由于API SERVER、scheduler、controller Mgr 会产生一些数据，这些数据需要保存到存储层ETCD中。

（2）NODE内部组件

node是实际的工作节点，它既可以是裸机服务器，也可以是虚拟机，它会负责实际运行各个应用服务。多个应用服务共享一台node上的内存和cpu等计算资源。以前我们需要将代码上传到服务器，如今用了k8s以后，我们只需要将服务代码打包成容器镜像（container image）就能一行命令将它部署。

容器镜像的含义：将应用代码和依赖的系统环境打了个压缩包，在任意一台机器上解压缩，就能正常运行服务。

容器镜像图：

为了下载和部署镜像，node中会有一个容器运行时组件（container runtime），每个服务都可以认为是一个container，并且大多数时候，我们还会给应用服务搭配一个日志收集器container，或监控采集器container，这几个container共同组成一个pod，pod运行在node上，k8s可以将pod从某个node调度到另一个node，还能以pod为单位，去做重启和动态扩缩容的操作，所以说pod时k8s中最小的调度单位。

pod的构成图：

node服务器节点图：

kubelet的作用： 控制平面会通过controller mgr控制node创建和关闭服务，node通过kubelet接受controller mgr的命令并执行。kubelet主要负责管理和监控pod。

kube proxy：负责node中的网络通信功能，外部请求通过它转发到pod中。

4、cluster是什么？

控制平面和node共同构成了一个cluster（集群），在单位里，我们一般会构建多个集群，如测试环境一个集群，正式环境用另外一个集群，同时为了将集群内部的服务，暴露给外部用户使用，我们一般会部署一个入口控制器，如ingress控制器，它可以提供一个入口，让外部用户访问集群内部服务。

4、kubectrl是什么？

通过kubectrl命令行工具执行命令，其内部就会调用k8s的API。

5、怎么部署服务？

首先先编写yaml文件，在里面定义，在里面定义pod里用到了哪些镜像，占用多少内存和cpu信息，然后使用kubectrl命令行工具执行kubectrl apply  yaml文件，此时kubectrl将读取和解析yaml文件，将解析后的对象，通过api请求发送给k8s控制平面的API SERVER，API SERVER会根据要求驱使scheduler通过etcd提供的数据寻找合适的node，再让controller manager控制node创建服务。

node的内部的kubelet收到命令后，会开始基于container runtime组件去拉取镜像，创建容器，最终pod创建。则服务完成创建。整个过程只需要写一次yaml文件和执行一次kubelet命令。

yaml文件内容图：

kubectl调用k8s图：

node的内部的kubelet收到命令后图：

6、部署完服务后，服务是怎么调用的？

在浏览器上发送http请求，到达k8s集群的ingress控制器，然后请求会转发到k8s中某个node的kube proxy上，再找到对应的pod后，然后转发到容器内部的服务中，处理结果原路返回，这就完成了一次服务调用。