1、基本概念和組件
基礎架構
Kubernetes 是一個跨主機集群的 開源的容器調度平台，它可以自動化應用容器的部署、擴展和操作 , 提供以容器為中心的基礎架構。
使用 Kubernetes, 您可以快速高效地響應客戶需求:
- 快速、可預測地部署您的應用程序
- 擁有即時擴展應用程序的能力
- 不影響現有業務的情況下，無縫地發布新功能
- 優化硬件資源，降低成本
我們的目標是構建一個軟件和工具的生態系統，以減輕您在公共雲或私有雲運行應用程序的負擔。
Kubernetes 具有如下特點:
- 便攜性: 無論公有雲、私有雲、混合雲還是多雲架構都全面支持
- 可擴展: 它是模塊化、可插拔、可掛載、可組合的，支持各種形式的擴展
- 自修復: 它可以自保持應用狀態、可自重啟、自復制、自縮放的，通過聲明式語法提供了強大的自修復能力
集群有Master和Node節點，架構如下：
其中：
- etcd 保存了整個集群的狀態，就是一個數據庫，只有API Server能與其通信；
- apiserver 提供了資源操作的唯一入口，並提供認證、授權、訪問控制、API 注冊和發現等機制；
- controller manager 負責維護集群的狀態，比如故障檢測、自動擴展、滾動更新等；
- scheduler 負責資源的調度，按照預定的調度策略將 Pod 調度到相應的機器上；
- kubelet 負責維護容器的生命周期，同時也負責 Volume（CSI）和網絡（CNI）的管理；
- Container runtime 負責鏡像管理以及 Pod 和容器的真正運行（CRI）；
- kube-proxy 負責為 Service 提供 cluster 內部的服務發現和負載均衡；
scheduler和controller-manager都是通過apiserver從etcd中獲取各種資源的狀態，進行相應的調度和控制操作。
除了上面的這些組件，還有一些第三方的組件：
- kube-dns 負責為整個集群提供 DNS 服務
- Ingress Controller 為服務提供外網入口
- Heapster 提供資源監控
- Dashboard 提供 GUI
組件之間的關系：
從上面圖可以看到所有組件均是通過API Server進行通信，所以API Server就是一個中樞神經，在生產中我們會把master部署為多節點，做高可用。
etcd主要是存儲集群里的信息，比如集群狀態，集群的各Node信息等，只有API能與其通信，所以我們也會把etcd做高可用，etcd是一個單獨的組件，一個應用軟件，做高可用建議是奇數節點，比如3，5等，節點不應過多，因為節點過多，節點之間的數據同步是會有一定的開銷，影響集群的性能。
Schduler負責整個集群的調度，它通過API Server來檢測Node上Pod的狀態，然后會根據定義的策略來調度pod並綁定Node。
Controller manager負責pod的控制，常見的比如定義了一個Pod為replicaSet，然后因為某些原因當前pod掛掉了，這時候Controller manager就會為你在Node上重啟該Pod。
kubelet是Node上的組件，它會檢測Node上的Pod，並將其狀態更新到API Server。
kube-proxy主要是負責代理轉發，主要控制service，並將sevice狀態更新到API Server。
kubectl是集群的管理組件，主要也是調用API Server，然后進行整個集群的管理。
高可用
Kubernetes 集群，在生產環境，必須實現高可用：
- 實現Master節點及其核心組件的高可用；
- 如果Master節點出現問題的話，那整個集群就失去了控制；
具體的 HA 示意圖：
具體工作原理：
- etcd 集群：etcd集群建議和主集群分開，3個節點允許一個容錯，5個節點允許2個容錯，根據實際情況進行選擇
- **master集群： **對master節點來說一般3個節點就夠了，主要需要我們做高可用的組件是apiserver，我們可以在前面做一個負載均衡器，比如加一個Nginx，Nginx還可以通過keepalived做高可用，工作節點和客戶端通過這個負載均衡器（VIP）和apiserver進行通信
pod-master保證僅是主master可用，scheduler、controller-manager 在集群中多個實例只有一個工作，其他為備用