Kubernetes概念和术语

Kubernetes 使用共享网络将多个物理机或虚拟机汇集到一个集群中,在各服务器之间进行通讯,该集群是配置Kubernetes的所有组件、功能和工作负载的物理平台。集群中一台服务器(或高可用部署中的一组服务器)用作Master,负责管理整个集群,余下的其他机器用作Worker Node(早起版本中也称为Minion),它们是使用本地以及外部资源接收和运行作负载的服务器。(集群中的主机可以是物理机也可以是虚拟机)

Master

Master是集群中的网关和中枢,负责诸如为用户和客户端暴露API。跟踪其他服务器的健康状态、以最优方式调度工作负载,以及编排其他组件之间的通讯等任务,它是用户或客户端与集群之间的核心联络点,并负责Kubenetes系统的大多数集中式管控逻辑,单个Master节点即可完成所有功能,但出于冗余及负载均衡的目的,生产环境中通常需要协同部署多个此类主机。Master节点类似于蜂群中的蜂王。

Node

Node是Kubernetes集群中的工作节点,负责接收来自Master的工作指令并根据指令相应的创建或销毁Pod对象,以及调整网络规则以合理地路由和转发流量等。理论上讲,Node可以是任何形式的计算设备,不过Master会统一将其抽象为Node对象进行管理。Node类似于蜂群中的工蜂,生产环境中它们通常数量众多。
Kubernetes将所有Node的资源集结于一处形成一台更加强大的“服务器”,在用户将应用部署于其上时,Master会使用调度算法将其自动指派至某个特定的Node上运行。在Node加入集群或从集群中移除时,Master也会按需重新编排影响到的Pod(容器)。于是用户无需关心其应用究竟运行于何处。

资源抽象

从抽象的视角来讲,Kubernetes还有众多的组件来支撑其内部的业务逻辑,包括运行应用、应用编排、服务暴露、应用恢复等,它们在Kuberbetes中被抽象为Pod、Service、Controller等资源类型,下面列出了几个较为常用的资源抽象

Pod

Kubernetes并不直接运行容器,而是使用一个抽象的资源对象来封装一个或者多个容器,这个抽象即为Pod它也是Kubernetes的最小调度单元。同一个Pod中容器共享网络名称空间和存储资源,这些容器可经由本地回环接口lo直接通信,但是最为最小的调度单元,他应该尽可能的保持‘小’,即通常只应该包含一个主容器,以及必要的辅助型容器(sidecar)

资源标签(Label)

标签(Label)是将资源进行分类的标识符,资源标签其实就是一个键值型(key/values)数据。标签旨在指定对象(如Pod等)辨识性的属性,这些属性仅对用户存在特定的意义,对Kubernetes集群来说并不直接表达核心系统语义。标签可以在创建对象是附加其上,并能够在创建后的任意时间进行添加和修改。一个对象可以拥有多个标签,一个标签也可以附加于多个对象(通常是同一类对象)之上

标签选择器

标签选择器(Selector)全程为”Label Selector“,它是一种根据Label来过滤符合条件的资源对象的机制。例如,将附有标签“role:backend”的所有Pod对象挑选除开归为一组就是标签选择器的一种应用,用户通常使用标签对资源对象进行分类,而后使用标签选择器挑选出它们,例如将其创建为某Service的端点。

(Pod 控制器)

尽管Pod是Kubernetes的最小调度单元,但用户通常并不会直接部署及管理Pod对象,而是要借助于另一类抽象----控制器(Controller)对其进行管理。用于工作负载的控制器是一种管理Pod生命周期的资源抽象,它们是Kubernetes上的一类对象,而非单个资源对象, 包括ReplicationController、ReplicaSet、Deplotment、StatefulSet、Job等。以Deplotment控制器为例,他负责确保指定的Pod对象副本数量精确符合定义,否则“多退少补”、使用控制器之后就不在需要手动管理Pod对象了,用户只需要声明应用的期望状态,控制器就会自动对其进行进程管理。

服务资源(Service)

Service是建立在一组Pod对象之上的资源抽象,他通过标签选择器选定一组Pod对象,并为这组Pod对象定义一个统一的固定访问入口(通常是一个IP地址),若Kubernetes集群存在DNS附件,他就会在Service创建时为期自动配置一个DNS名称以便客户端进行服务发现。到达Service IP 的请求将被负载均衡至其后的端点--各个Pod对象之上,因此Service从本质上来讲是一个四层代理服务。另外,Service还可以将集群外部流量引入到集群中来。

存储卷

存储卷(Volume)是独立于容器文件系统之外的存储空间,常用于扩展容器的存储空间并为它提供持久存储能力。Kubernetes集群上的存储卷答题可以分为临时卷、本地卷和网络卷。临时卷和本地卷都位于Node本地,一旦Pod被调度至其他Node,此类型卷的存储卷将无法访问到,因此临时卷和本地卷通常用于数据缓存,持久化的数据则需要放置于持久卷(persistent volume)之上。

Name和Namespace

名称(Name)是Kubernetes集群中资源对象的标识符,它们的作用域通常是名称空间(Namespace),因此名称空间是名称的额外的限定机制。在同一个名称空间中,同一类型资源对象的名称必须具有唯一性。名称空间通常用于实现租户或项目的资源隔离,从而形成逻辑分组,创建的Pod和Service等资源对象都属于名称空间级别,未指定时,它们都属于默认的名称空间“default”。

Annotation

Annotation(注解)是另一种附加在对象之上的键值类型的数据,但它拥有更大的数据容量。Annotation常用于将各种非标识型元数据(metadata)附加到对象上,但它不能用于标识和选择对象,通常也不会被Kubernetes直接使用,其主要目的是方便工具或用户的阅读及查找。

Ingress

Kubernetes将Pod对象和外部网络环境进行了隔离,Pod和Service等对象间的通讯都使用其内部专用地址进行,如若需要放开某些Pod对象提供给外部访问,则需要为其请求流量打开一个通往Kubernetes集群的内部通道,除了Service之外,Ingress也是这类通道的实现方式之一。

内容摘自Kubernetes 进阶实战:马永亮著

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