Kubernetes基础架构与应用部署实践

Kubernetes基础架构回顾

Kubernetes（简称K8s）是一款开源的容器编排引擎，基于容器化技术（例如Docker）构建高效的云原生应用部署环境。其核心架构由控制平面（Master节点）和执行节点（Node节点）组成。

控制平面组件

kube-apiserver：K8s的访问入口，接收所有API请求并存储在etcd中。

etcd：一个高可用性的键值存储系统，用于保存集群状态和配置数据。

kube-scheduler：负责监控节点状态，调度容器到适当的节点。

kube-controller-manager：管理集群资源，包括节点、副本、端点、账户与令牌等。

cloud-controller-manager：与云服务提供商交互，管理节点、路由、服务和数据卷。

执行节点组件

kubelet：每个节点上的管理进程，负责容器运行和节点状态监控。

kube-proxy：维护网络转发规则，实现Service的网络流量转发。

容器运行时环境（CRI）：支持多种容器技术，确保容器运行环境一致性。

Pod与Service、Label概念

Pod概念

Pod是K8s中最小的、可调度的部署单元。一个Pod可以包含一个或多个紧密相关的容器。Pod的结构包括：

Pause容器：作为根容器，负责共享IP和Volume。

业务容器：与Pause容器关联的用户业务容器。

Pod的设计原因：

将一组容器视为一个单元，简化状态检测和资源管理。

通过共享IP和Volume，简化容器间通信和文件共享。

Service概念

Service是K8s中核心资源之一，其作用是为一组Pod提供唯一的访问地址。Service定义了一个ClusterIP，仅集群内的容器才能通过此IP访问到Service。通过Label Selector，Service可以动态绑定相关Pod，实现负载均衡和服务发现。

Label概念

Label是K8s中用来标记资源的关键技术。每个资源对象可以定义多个Label，Label可以作为键值对或集合使用。Service通过Label Selector动态选择目标Pod，实现服务路由和负载均衡。

Service动态绑定Pod

Service动态绑定Pod的实现依赖于Label和kube-proxy。定义Pod的Label标签，Service在创建时定义Label Selector（类似于SQL查询规则），kube-proxy通过这些规则选择目标Pod并建立路由表。

部署应用实践（Minikube）

安装Kubectl

sudo su -apt-get update && apt-get install -y apt-transport-httpscurl https://mirrors.aliyun.com/kubernetes/apt/doc/apt-key.gpg | apt-key add -cat /etc/apt/sources.list.d/kubernetes.listdeb > /dev/nullapt-get update && apt-get install -y kubelet kubectl

安装Minikube

curl -Lo minikube-linux-amd64-1.11.0-aliyuncs http://kubernetes.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/minikube/releases/v1.11.0/minikube-linux-amd64sudo install minikube-linux-amd64-1.11.0-aliyuncs /usr/local/bin/minikube

部署K8s集群

minikube start --driver docker --image-repository registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers --kubernetes-version v1.18.3

部署Pod和Service

kubectl create deployment hello-minikube --image=registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/google_containers/echoserver:1.4kubectl expose deployment hello-minikube --type=NodePort --port=8080minikube service hello-minikube --url

浏览器访问

minikube service hello-minikube

查看Pod描述

kubectl describe pod hello-minikube

部署流程原理

初始化：kubelet、kube-scheduler、kube-controller-manager、kube-proxy向kube-apiserver注册自身信息并监听watch接口。

创建Pod：kubectl发送创建Pod请求，kube-apiserver存储到etcd并通知kube-scheduler。

调度Pod：kube-scheduler监测节点负载，创建Pod部署描述并通知kubelet。

拉取镜像：kubelet拉取镜像，创建Pause容器和业务容器，共享Pod IP和Volume。

创建Service：kubectl expose命令创建Service，kube-proxy收到事件并建立路由表。

请求处理：访问NodePort地址，kube-proxy根据路由表转发到Service，负载均衡到Pod。

通过以上步骤，可以在Minikube环境中部署和测试K8s应用，了解其工作原理和实践操作方法。

转载地址：http://cqauz.baihongyu.com/

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