Kubernetes(K8s)基础知识

Kubernetes,简称K8s,是Google开源的一个容器编排系统,自动化容器化应用程序的部署、扩展和管理。K8s在现代云原生应用开发中扮演着核心角色,它使得在分布式环境中运行微服务变得更为简单和高效。

  1. 概念理解

  2. Pod:Kubernetes的基本运行单元,是部署和管理应用实例的容器化封装。一个Pod可以包含一个或多个紧密相关的容器。

  3. Service:为一组Pod提供稳定网络访问的服务抽象,确保即使Pod重启,服务依然可用。

  4. Deployment:定义应用程序的期望状态,如副本数量,用于滚动更新和回滚。

  5. ReplicaSet:保证集群中有指定数量的Pod副本,实现高可用性。

  6. ConfigMap/Secrets:用于存储非敏感配置数据(ConfigMap)和敏感信息(Secrets),供Pod使用。

  7. Ingress:处理外部到集群内部的网络流量,定义了访问服务的路由规则。

  8. 工作流程

  9. 部署应用:通过YAML文件定义Pod、Service和Deployment,使用kubectl apply -f命令部署。

  10. 扩展应用:调整Deployment的副本数量,K8s会自动创建或销毁Pod以保持期望状态。

  11. 更新应用:使用Deployment的滚动更新功能,逐步替换旧版本Pod,减少服务中断。

  12. 健康检查:K8s通过容器的Liveness和Readiness探针来监控应用的健康状态,异常时会重启容器或重新调度。

  13. 日志与监控:K8s提供了统一的日志收集机制,并可通过Prometheus等工具进行集群级别的性能监控。

  14. 网络模型

K8s采用CNI(Container Network Interface)标准,允许用户自定义网络插件。默认的Flannel或Calico网络方案提供Pod间通信。

  • Cluster IP:每个Service都有一个内部IP,Pod可以通过它访问同一集群内的Service。

  • NodePort:将Service暴露到节点的特定端口,允许外部通过节点IP和端口访问。

  • LoadBalancer:在云环境中,K8s Service可配置为LoadBalancer类型,由云服务商提供负载均衡服务。

  • 安全与治理

  • RBAC(Role-Based Access Control):精细控制用户和系统组件对资源的访问权限。

  • 网络策略:限制Pod间的网络通信,提高安全性。

  • Secrets:加密敏感数据,如数据库密码,避免明文存储。

  • 扩展与生态

K8s拥有丰富的生态系统,包括持久化存储(Persistent Volumes)、自动伸缩(Horizontal Pod Autoscaler)、作业调度(CronJob)以及各种社区开发的Operator,用于管理特定的应用类型。

  1. 应用场景

K8s广泛应用于微服务架构、CI/CD流程、大数据处理、AI训练等场景,提供了一种可移植、可扩展的平台,简化了云原生应用的管理和运维。想深入了解Kubernetes的容器编排?点击这里了解更多。Kubernetes与微服务的结合简直是天作之合,这里有更详细的解读。如果你对Go语言感兴趣,看看这篇用Go编写的微服务编排示例。实际操作更有助于理解,这篇实践文章一定能帮到你。

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