開發人員如何理解kubernetes
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概述
在JAVA開發中使用 docker run命令配合上自建的Docker倉庫可以很容易部署JAVA服務，但是使用Docker部署應用會有幾個問題：
- 一個docker run 不是部署服務的可靠方法，因為它創建的容器在單個機器運行。雖然Docker引擎提供了一些基本的管理功能，例如在容器崩潰或計算器重啟時自動重啟容器。但是它不能處理機器崩潰。無法保證服務的高可用!
- 另一個問題是服務通常不是孤立存在，而是相互依賴的，例如數據庫和消息隊列。我們通常需要將服務及其依賴項作為一個單元部署或取消部署。
在開發過程中特別好用的方法是使用Docker Compose。Docker Compose是一個工具，它允許使用YAML文件以聲明方式定義一組容器，然后以組的形式啟動和停止這些容器。
但是使用Docker Compose也有個很明顯的問題就是它僅限于一臺機器。要可靠的部署服務，必須使用Docker編排框架，例如Kubernetes。
Kubernetes簡介
Kubernates是一個Docker編排框架，是Docker之上的一個軟件層，它將一組計算機硬件資源轉變成用于運行服務的單一資源池。它努力保持每個服務所需要的實例數量，并確保它們一直在線，即使服務實例或機器崩潰也是如此。容器的靈活性和Kubernetes的復雜性相結合是部署服務的一種強有力的方式。
Kubernetes有三個主要功能：
- 資源管理：將一組計算機視為由CPU、內存和存儲卷構成的資源池，將計算機集群視為一臺計算機。
- 調度：選擇要運行容器的機器。默認情況下，調度考慮容器的資源需求和每個節點的可用資源。它還可以實現在同一節點部署具有親和性(affinity)的容器，或保持特定幾個容器分散部署在不同的節點上(反親和性，anti-affinity)
- 服務管理：實現命名和版本化服務的概念，這個概念可以直接映射到微服務架構中的具體服務。編排框架確保始終運行所需數量的正常實例。它實現請求的負載均衡。編排框架也可以執行服務的滾動升級，并允許你回滾到舊版本。
Kubernetes架構
Kubernetes架構
Kubernetes在一組機器上運行。Kubernetes集群中的計算機角色分為主節點和普通節點。集群中只有很少的幾個主節點(可能只有一個)和很多普通節點。
「主節點」負責管理集群。Kubernetes的「普通節點」稱為 “工作節點”，它會運行一個或多個Pod。Pod是Kubernetes的部署單元，由一組容器組成。
主節點運行多個組件，包括以下內容：
- API服務器：用于部署和管理服務的REST API，例如，可被kubectl命令行使用。
- Etcd：存儲集群數據鍵值的NoSQL數據庫。
- 調度器：選擇要運行POD的節點。
- 控制器管理器：運行控制器，確保集群狀態與預期狀態匹配。例如，一種被稱為 復制(replication)控制器 的控制器通過啟動和終止實例來確保運行所需要的服務實例。
普通節點運行多個組件，包括以下內容：
- Kubelet：創建和管理節點上運行的Pod。
- Kube-proxy：管理網絡，包括跨Pod的負載均衡。
- Pods：應用程序服務。
接下來我們看一下Kubernetes上部署服務需要掌握的關鍵Kubernetes概念，掌握這幾個概念就抓住了Kubernetes的核心。
Kubernetes的關鍵概念
Kubernetes是很復雜的，但是，一旦掌握了一些「關鍵對象」的概念，就可以高效的使用Kubernetes。Kubernetes定義了許多類型的對象，從開發人員的角度來看，最重要的對象如下：
- Pod：
Pod是Kubernetes的基本部署單元。它由一個或多個共享IP地址和存儲卷的容器組成。服務實例的pod通常由單個容器組成，例如運行 JVM 的容器。但在某些情況下，Pod包含一個或多個實現支持功能的 「邊車」(sidecar)容器。例如，Nginx 服務器可以有一個邊車容器，定期執行 git pull 以下載最新版本的網站。Pod的生命周期很短,因為Pod的容器或它運行的節點可能會崩潰。
- Deployment：
Deployment : Pod 的聲明性規范。Deployment是一個控制器，可確保始終運行所需數量的Pod實例 (服務實例)。它通過滾動升級和回滾來支持版本控制。
- Service：
向應用程序服務的客戶端提供的一個靜態/穩定的網絡地址。它是基礎設施提供的服務發現的一種形式。每個 Service具有一個 IP 地址和一個可解析為該 IP 地址的 DNS 名稱，并跨一個或多個 Pod對 TCP 和 UDP 流量進行負載均衡處理。IP地址和 DNS 名稱只能在Kubernetes內部訪問。
Service默認是使用ClusterIp模式，如果需要外部能訪問到這個Service則需要使用另外兩種類型的對象：NodePort 和 LoadBalancer。
- ConfigMap：
名稱與值對的命名集合，用于定義一個或多個應用程序服務的外部化配置。Pod容器的定義可以引用ConfigMap來定義容器的環境變量。它還可以使用ConfigMap在容器內創建配置文件。可以使用Secret來存儲敏感信息(如密碼)，它也是 ConfigMap的一種形式。
