k8s全稱詳解

一、什麼是k8s

k8s全稱為Kubernetes，是一個容器編排平台，可以自動化部署、擴展和管理應用程序容器。它是由Google開發的，旨在解決容器部署和管理的挑戰。

k8s提供了一個平台來管理容器化的應用程序和服務，使開發人員可以專註於業務邏輯，而不用擔心基礎架構的細節。k8s基於容器技術，使用Docker等容器鏡像可以創建並運行在k8s平台上的容器。

看一個最基本的k8s應用：

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

二、k8s優勢

k8s具有許多優點，使其成為現代容器部署的最佳選擇。

1、快速應用部署和擴展

k8s讓應用程序部署變得非常簡單。只需編寫一個YAML文件，並將其提供給k8s控制平面，即可輕鬆地創建和部署應用程序。一旦應用程序部署完成，可以通過更改k8s的配置快速擴展應用程序的規模。

2、容器編排

k8s是一個容器編排平台，可以管理整個容器生命周期。它可以確保容器應用程序在不同的節點上運行，以保證高可用性。它還可以自動管理應用程序的擴展和恢復，以滿足變化的需求。

3、自我修復

k8s可以確保容器應用程序一直處於期望狀態。如果容器出現故障，k8s會自動重啟該容器，確保應用程序繼續有效運行。k8s還可以自動替換出現故障的節點，並重新分配容器。

4、靈活性和可移植性

k8s可以在任何基礎設施中使用，包括物理機、虛擬機和公有雲平台等多種環境。它可以很容易地在不同的環境中部署和遷移應用程序，從而支持全球化業務。

三、k8s架構

k8s是一個分散式系統，採用了主從式架構。它由控制平面和數據平面兩部分組成。

控制平面負責管理數據平面中的容器，包括調度、自我修復、擴展等。數據平面則負責運行應用程序容器。

1、控制平面

k8s控制平面由多個組件組成，包括：

a、k8s API Server

k8s API Server是控制平面的核心組件，它是控制平面和數據平面之間的中心樞紐。所有對k8s集群的請求都要經過API Server進行處理。它提供REST API，允許其他組件通過該API進行通信。

b、k8s Scheduler

k8s Scheduler負責調度應用程序容器。當容器啟動後，Scheduler會將其分配到可用節點上。Scheduler通過一系列調度策略和演算法來選擇最佳節點，以滿足容器性能和資源需求。

c、k8s Controller Manager

k8s Controller Manager負責管理所有的控制器。控制器是k8s中的一種機制，用於管理集群的各種資源和對象。例如，Replication Controller可以確保應用程序的實例數量恰好符合預期，而DaemonSet Controller可以確保每個節點只運行一個副本。

d、k8s etcd

k8s etcd是k8s集群的存儲庫。它存儲有關k8s集群狀態的所有信息，包括應用程序配置、節點和容器的狀態等。它使用RAFT協議實現高可用性。

2、數據平面

k8s數據平面負責運行應用程序容器。它由多個節點組成，每個節點都運行著一個k8s代理。k8s代理負責接收與k8s API Server之間的通信，並在節點上啟動和停止容器。

四、k8s核心對象

k8s定義了許多對象和資源，用於管理容器應用程序和工作負載。以下是一些關鍵對象。

1、Pod

k8s中的最小部署單元是Pod。它是一個由一個或多個容器組成的運行單元。Pod表示應用程序的一個實例。k8s會將Pod調度到集群中的節點上運行。

2、Service

k8s Service是Pod的抽象，它提供一種訪問Pod的方法。Service使得可以將多個Pod組成一個虛擬服務，它們通過唯一的IP地址訪問，無論這些Pod在哪個節點上運行。

3、ReplicaSet

k8s ReplicateSet是一種控制器，用於確保應用程序的Pod數目始終保持在所需數量上。如果Pod數目不足，則ReplicaSet將啟動新的Pod。如果Pod數目過多，則ReplicaSet將停止一些Pod。

4、Deployment

k8s Deployment是一種高級別抽象，用於管理應用程序的部署。它使用ReplicaSet確保應用程序的副本數恰好符合預期。Deployment還提供滾動更新功能，允許逐步更新應用程序版本。

五、k8s應用程序部署

1、編寫應用程序代碼

首先，需要按照k8s要求編寫應用程序代碼。可以使用Docker等工具將應用程序打包到一個容器鏡像中。

2、編寫k8s YAML文件

然後，需要編寫一個k8s YAML文件來定義應用程序部署的規範。以下是一個示例：

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命令部署應用程序

最後，使用kubectl命令將應用程序部署到k8s集群中。kubectl是官方命令行界面，可以用於管理k8s集群和執行操作。以下是一個kubectl命令，用於部署以上定義的應用程序：

kubectl apply -f myapp.yaml

六、總結

本文介紹了k8s的概念、優點、架構、核心對象和應用程序部署。它是一種用於管理容器化應用程序和工作負載的強大工具。k8s通過自動化、高可用性、可移植性、靈活性和容器編排等功能，使容器化應用程序的部署變得更加容易和高效。