k8s全称详解

一、什么是k8s

k8s全称为Kubernetes，是一个容器编排平台，可以自动化部署、扩展和管理应用程序容器。它是由Google开发的，旨在解决容器部署和管理的挑战。

k8s提供了一个平台来管理容器化的应用程序和服务，使开发人员可以专注于业务逻辑，而不用担心基础架构的细节。k8s基于容器技术，使用Docker等容器镜像可以创建并运行在k8s平台上的容器。

看一个最基本的k8s应用：

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: myapp-pod
  labels:
    app: myapp
spec:
  containers:
  - name: myapp-container
    image: myapp:latest
    ports:
    - containerPort: 80

二、k8s优势

k8s具有许多优点，使其成为现代容器部署的最佳选择。

1、快速应用部署和扩展

k8s让应用程序部署变得非常简单。只需编写一个YAML文件，并将其提供给k8s控制平面，即可轻松地创建和部署应用程序。一旦应用程序部署完成，可以通过更改k8s的配置快速扩展应用程序的规模。

2、容器编排

k8s是一个容器编排平台，可以管理整个容器生命周期。它可以确保容器应用程序在不同的节点上运行，以保证高可用性。它还可以自动管理应用程序的扩展和恢复，以满足变化的需求。

3、自我修复

k8s可以确保容器应用程序一直处于期望状态。如果容器出现故障，k8s会自动重启该容器，确保应用程序继续有效运行。k8s还可以自动替换出现故障的节点，并重新分配容器。

4、灵活性和可移植性

k8s可以在任何基础设施中使用，包括物理机、虚拟机和公有云平台等多种环境。它可以很容易地在不同的环境中部署和迁移应用程序，从而支持全球化业务。

三、k8s架构

k8s是一个分布式系统，采用了主从式架构。它由控制平面和数据平面两部分组成。

控制平面负责管理数据平面中的容器，包括调度、自我修复、扩展等。数据平面则负责运行应用程序容器。

1、控制平面

k8s控制平面由多个组件组成，包括：

a、k8s API Server

k8s API Server是控制平面的核心组件，它是控制平面和数据平面之间的中心枢纽。所有对k8s集群的请求都要经过API Server进行处理。它提供REST API，允许其他组件通过该API进行通信。

b、k8s Scheduler

k8s Scheduler负责调度应用程序容器。当容器启动后，Scheduler会将其分配到可用节点上。Scheduler通过一系列调度策略和算法来选择最佳节点，以满足容器性能和资源需求。

c、k8s Controller Manager

k8s Controller Manager负责管理所有的控制器。控制器是k8s中的一种机制，用于管理集群的各种资源和对象。例如，Replication Controller可以确保应用程序的实例数量恰好符合预期，而DaemonSet Controller可以确保每个节点只运行一个副本。

d、k8s etcd

k8s etcd是k8s集群的存储库。它存储有关k8s集群状态的所有信息，包括应用程序配置、节点和容器的状态等。它使用RAFT协议实现高可用性。

2、数据平面

k8s数据平面负责运行应用程序容器。它由多个节点组成，每个节点都运行着一个k8s代理。k8s代理负责接收与k8s API Server之间的通信，并在节点上启动和停止容器。

四、k8s核心对象

k8s定义了许多对象和资源，用于管理容器应用程序和工作负载。以下是一些关键对象。

1、Pod

k8s中的最小部署单元是Pod。它是一个由一个或多个容器组成的运行单元。Pod表示应用程序的一个实例。k8s会将Pod调度到集群中的节点上运行。

2、Service

k8s Service是Pod的抽象，它提供一种访问Pod的方法。Service使得可以将多个Pod组成一个虚拟服务，它们通过唯一的IP地址访问，无论这些Pod在哪个节点上运行。

3、ReplicaSet

k8s ReplicateSet是一种控制器，用于确保应用程序的Pod数目始终保持在所需数量上。如果Pod数目不足，则ReplicaSet将启动新的Pod。如果Pod数目过多，则ReplicaSet将停止一些Pod。

4、Deployment

k8s Deployment是一种高级别抽象，用于管理应用程序的部署。它使用ReplicaSet确保应用程序的副本数恰好符合预期。Deployment还提供滚动更新功能，允许逐步更新应用程序版本。

五、k8s应用程序部署

1、编写应用程序代码

首先，需要按照k8s要求编写应用程序代码。可以使用Docker等工具将应用程序打包到一个容器镜像中。

2、编写k8s YAML文件

然后，需要编写一个k8s YAML文件来定义应用程序部署的规范。以下是一个示例：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: myapp-deployment
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp
    spec:
      containers:
      - name: myapp-container
        image: myapp:latest
        ports:
        - containerPort: 80

3、使用kubectl命令部署应用程序

最后，使用kubectl命令将应用程序部署到k8s集群中。kubectl是官方命令行界面，可以用于管理k8s集群和执行操作。以下是一个kubectl命令，用于部署以上定义的应用程序：

kubectl apply -f myapp.yaml

六、总结

本文介绍了k8s的概念、优点、架构、核心对象和应用程序部署。它是一种用于管理容器化应用程序和工作负载的强大工具。k8s通过自动化、高可用性、可移植性、灵活性和容器编排等功能，使容器化应用程序的部署变得更加容易和高效。

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