Kubernetes介绍
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Kubernetes (简称 K8s) 是一个开源的容器编排平台，用于自动化部署、扩展和管理容器化应用程序。它最初由 Google 设计开发，现在由 Cloud Native Computing Foundation (CNCF) 维护。
1 部署演进
传统部署：
- 架构：应用直接运行在操作系统上，操作系统直接管理硬件。
- 特点：简单直接，但资源利用率低，应用间容易产生依赖冲突。
虚拟化部署：
- 架构：通过 Hypervisor 层虚拟化硬件，每个应用运行在独立的虚拟机（VM）中，VM 包含完整的操作系统和依赖。
- 特点：资源隔离性好，但启动慢、资源开销大（每个 VM 需独立OS）。
容器部署：
- 架构：应用运行在容器中，容器通过容器运行时共享主机操作系统，但隔离应用及其依赖（如库、文件）。
- 特点：轻量级（无需完整 OS）、启动快、资源利用率高，依赖冲突少。
演进趋势：从传统到虚拟化再到容器，体现了对更高效率、更低开销和更强隔离性的追求。容器技术（如 Docker、Kubernetes）因其轻量和便携性，成为现代云原生应用的主流部署方式。
2 核心组件
Kubernetes 集群由控制平面和一个或多个工作节点组成。
2.1 控制平面（Control Plane）
| 组件 | 作用 |
|---|---|
kube-apiserver | 集群统一入口，处理REST请求，操作etcd数据 |
etcd | 分布式键值存储，保存集群所有状态数据 |
kube-scheduler | 智能调度 Pod 到合适的工作节点 |
kube-controller-manager | 运行节点控制器、副本控制器等核心控制循环 |
cloud-controller-manager | 对接云厂商 API（如AWS/GCP） |
2.2 工作节点（Worker Node）
| 组件 | 作用 |
|---|---|
kubelet | 节点代理，管理 Pod 和容器生命周期 |
kube-proxy | 维护节点网络规则，实现 Service 的 IP 转发 |
Container Runtime | 容器引擎（如 containerd/docker） |
2.3 插件
graph LR
CoreDNS -->|服务发现| Service
Ingress_Controller -->|路由规则| Service
CNI -->|网络通信| Pod
Fluentd -->|日志收集| Pod
Prometheus -->|容器监控| Pod
3 Kubernetes 对象模型
Kubernetes 使用声明式 API，用户通过创建对象来描述期望状态。
3.1 主要对象类型
| 对象类型 | 作用描述 |
|---|---|
| Pod | 最小的可部署单元，包含一个或多个容器 |
| Deployment | 管理 Pod 的部署和更新 |
| Service | 定义一组 Pod 的访问策略 |
| ConfigMap | 存储非机密配置数据 |
| Secret | 存储敏感信息 |
| Volume | 定义 Pod 的存储 |
| Namespace | 虚拟集群，用于资源隔离 |
| ReplicaSet | 确保指定数量的 Pod 副本运行 |
| StatefulSet | 管理有状态应用的部署 |
| DaemonSet | 确保所有或部分节点运行 Pod 副本 |
| Job | 运行一次性任务 |
| CronJob | 运行定时任务 |
| Ingress | 管理外部访问集群服务的规则 |
| NetworkPolicy | 定义 Pod 间的网络访问规则 |