Kubernetes系列（二）架构及特性

        在了解了k8s的发展历程之后，正式进入到学习k8s的阶段，本文主要内容是K8S的整体架构的说明和K8S一些特性的概括。

架构

        如下图是K8S的整体架构图，Kubernetes属于主从分布式架构，主要由Master Node和Worker Node组成，还包括客户端命令行工具kubectl和其它组件。

组件

        如上图所示是k8s的架构图，Master和Work节点的组成部分如下:

• Master节点 作为控制节点，对集群进行调度管理，不存储容器，包括：

1. Kubectl：通过命令行与API Server进行交互，对集群中的各种资源进行增删改查等操作。
2. APIServer ：K8S的网关，所有访问的统一入口。所有组件都会与他交互，会造成很大压力，所以各个组件都会设置自己的缓存。
3. Scheduler：负责分配任务，选择符合的node节点分配任务。
4. Relplication Crontroller：根据用户的期望数维护pod的副本数，不多也不会少。
5. ETCD：键值对数据库，存储集群需要持久化的配置信息，并且天生支持集群化，可借助ETCD恢复K8S集群，ETCD坏掉会导致K8S集群瘫痪。

• Node节点作为工作节点，运行业务应用容器的，不仅仅只有容器，还包括：

1. kubelet：与容器引擎交互，操作容器引擎创建continer，维持pod的生命周期。
2. kube proxy：写入规则到iptables或者IPVS，实现pod之间的映射访问与负载均衡。
3. fluentd： 日志收集服务。
4. pod ：k8s的最小服务单元，pod内部是具体的docker容器，k8s通过操作pod来操作容器。

• 其他组件

1. coredns：为集群中的SVC（service服务）创建域名和IP对应关系，直接使用CORE为他生成的域名访问，而不需要IP。
2. dashboard：B/S架构访问K8S，例如kubesphere
3. Incress Controler ：官方只实现四层代理，但是Incress可以实现七层代理
4. federation：跨集群中心，多个K8S统一管理
5. prometheus ：提供K8S集群资源的监控，例如CPU,内存,磁盘的监控
6. ELK：提供K8S集群日志统一分析介入平台

特性

• 弹性伸缩: 通过监控容器的cpu负载值，如果负载值高于80%，增加容器副本的数量，如果低于10%，则减少容器副本的数量。将CPU和内存等资源的利用率最大化。
• 自愈：自动重启失败的容器，在节点上容器不可用时，替换和重新调度其他节点上的容器，还可以利用 Liveness 和 Readiness 探测机制设置更精细的健康检查。当容器未通过监控检查时，会关闭此容器；直到容器正常运行时，才会对外提供服务。
• 服务发现：K8s集群内置一个dns服务器，k8s将Service的名称当做域名注册到dns中，通过Service的名称就可以访问。
• 负载均衡：运行在每个节点上的kube-proxy进程其实就是一个智能的软件负载均衡器，负责把service的请求转发到后端的某个pod实例。
• 滚动升级和回滚：升级的过程，当v2版本启动后，v1版本才会退出，但是V1版本并没有被删除,而是被停用了，再回滚的时候，会重新启用v1版本。
• 保密和配置管理：在不需要重新构建镜像的情况下，可以部署和更新保密和应用配置。
• 存储编排：自动挂接存储系统，这些存储系统可以来自于本地、公共云提供商（例如：GCP和AWS）、网络存储(例如：NFS、iSCSI、Gluster、Ceph、Cinder和Floker等)。