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k8s的一些关键信息（归类摘抄，非提炼）

news 文章来源：https://blog.csdn.net/zhaohongyu113/article/details/136150733 2024/9/20 1:39:12

零：举例说明

当用户提交一个 Deployment 对象到 Kubernetes 集群时，控制平面的 API Server 接收到该请求，并将其转发给 Controller Manager。Controller Manager 中的 Deployment Controller 监听到该请求，并根据用户定义的配置信息，创建相应的 ReplicaSet 对象。Scheduler 负责将该 ReplicaSet 中的 Pod 调度到集群中的合适节点上。一旦 Pod 被调度到节点上并成功启动，控制平面会监控 Pod 的运行状态，并根据需要执行相应的自愈操作，以确保应用程序能够稳定地运行。整个过程中，控制平面负责管理和协调集群中的各种资源和操作，以实现集群的高效管理和运行。

一：对象

Kubernetes（K8s）中的对象是用来描述、配置和管理集群中各种资源和组件的抽象概念。Kubernetes 提供了多种类型的对象，每种对象都有不同的作用和用途，用于解决不同的业务问题。以下是一些常见的 Kubernetes 对象及其作用。

Pod：
- 作用：Pod 是 Kubernetes 中最基本的部署单元，可以包含一个或多个容器，并共享相同的网络命名空间、IP 地址和存储卷。
- 业务问题：解决容器的部署和管理问题，提供了一个逻辑上的单元，用于运行应用程序或服务。
- 设计原理：Pod 提供了容器的原子调度单元，使得应用程序或服务能够以一个独立的实体进行管理。
- 实现技术：Pod 通过 Kubernetes API 和容器运行时实现，可以使用 YAML 文件来定义 Pod 的规格和配置。
示例：
```
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:name: nginx-pod
spec:containers:- name: nginximage: nginx:latestports:- containerPort: 80
```
Deployment：
- 作用：Deployment 用于定义和管理 Pod 的部署策略，可以实现自动化的容器部署、滚动升级和回滚等操作。
- 业务问题：解决应用程序的部署和更新问题，提供了一种方便和可靠的部署机制。
- 设计原理：Deployment 提供了 Pod 的声明式定义和管理，通过控制器来实现 Pod 的自动化部署和更新。
- 实现技术：Deployment 是通过 Kubernetes 控制器来实现的，可以使用 YAML 文件来定义 Deployment 的规格和配置。
示例：
```
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:name: nginx-deployment
spec:replicas: 3selector:matchLabels:app: nginxtemplate:metadata:labels:app: nginxspec:containers:- name: nginximage: nginx:latestports:- containerPort: 80
```
Deployment 控制器是 Kubernetes 控制器的一种实现，负责管理 Pod 的部署策略。在 Kubernetes 中还有许多其他类型的控制器，如 ReplicaSet、StatefulSet、DaemonSet 等，它们分别用于管理不同类型的资源对象，并提供了不同的功能和特性，以满足不同的业务需求。
Service：
- 作用：Service 定义了一组 Pod 的访问方式，可以实现负载均衡、服务发现和访问控制等功能。
- 业务问题：解决应用程序的服务发现和访问问题，提供了一种稳定和可靠的服务访问机制。
- 设计原理：Service 提供了一个虚拟的服务入口，通过标签选择器来匹配 Pod，并将请求转发到对应的 Pod。
- 实现技术：Service 是通过 Kubernetes 的网络模型和代理机制来实现的，可以使用 YAML 文件来定义 Service 的规格和配置。
示例：
```
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:name: nginx-service
spec:selector:app: nginxports:- protocol: TCPport: 80targetPort: 80
```

以上是 Kubernetes 中的一些常见对象及其作用、业务问题、设计原理和实现技术的概述和示例。这些对象共同构成了 Kubernetes 集群的基础架构，为用户提供了丰富的功能和特性，帮助用户更加轻松地管理和运行容器化应用程序。

二：对象配置

Kubernetes 中的所有对象都可以使用 YAML 或 JSON 格式的配置文件来定义和配置。无论是内置对象（如 Pod、Deployment、Service 等）还是自定义对象（如 CustomResourceDefinition），都可以通过 YAML 或 JSON 文件来描述其规格和配置。（其实这里我觉得分为资源对象Pod等，控制器对象deployment等，服务对象service等等）

在 Kubernetes 的 YAML 文件中，通常包含以下内容：

apiVersion： 指定 Kubernetes API 的版本，用于定义所创建资源对象的 API 版本。
kind： 指定要创建的资源对象的类型，如 Pod、Deployment、Service 等。
metadata： 包含了资源对象的元数据信息，如名称、命名空间、标签等。
spec： 定义了资源对象的规格和配置信息，包括容器、存储卷、端口映射等。
status： 包含了资源对象的状态信息，由 Kubernetes 控制平面自动更新。

这些内容的业务目标主要是描述和配置 Kubernetes 中的资源对象，以实现应用程序的部署、运行和管理。通过 YAML 文件可以清晰地定义资源对象的各种属性和配置，使得用户可以方便地创建和管理 Kubernetes 中的各种资源。

这些内容的实现是通过 Kubernetes 的 API 和控制平面来实现的。用户可以通过编辑 YAML 文件来定义资源对象的规格和配置，然后通过 Kubernetes 控制平面来解析和处理这些文件，从而创建和管理相应的资源对象。

三：对象中的容器

以下是一些常见 Kubernetes 对象的 YAML 文件，它们包含容器部分：

Pod： 定义了一个或多个容器的共享运行环境。
yamlCopy code

apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: my-pod spec: containers: - name: nginx-container image: nginx:latest ports: - containerPort: 80
Deployment： 定义了一组 Pod 的副本，并负责对这些 Pod 进行管理和维护。
yamlCopy code

apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: name: my-deployment spec: replicas: 3 selector: matchLabels: app: nginx template: metadata: labels: app: nginx spec: containers: - name: nginx-container image: nginx:latest ports: - containerPort: 80
StatefulSet： 类似于 Deployment，但用于有状态应用程序，确保 Pod 按照顺序启动和终止。
yamlCopy code

apiVersion: apps/v1 kind: StatefulSet metadata: name: my-statefulset spec: replicas: 3 serviceName: my-service selector: matchLabels: app: nginx template: metadata: labels: app: nginx spec: containers: - name: nginx-container image: nginx:latest ports: - containerPort: 80
Job： 定义了一次性任务，运行完即止，不保持运行状态。
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apiVersion: batch/v1 kind: Job metadata: name: my-job spec: template: spec: containers: - name: nginx-container image: nginx:latest command: ["echo", "Hello Kubernetes!"] restartPolicy: Never
CronJob： 类似于 Job，但可以根据 Cron 表达式定期执行任务。
yamlCopy code

apiVersion: batch/v1 kind: CronJob metadata: name: my-cronjob spec: schedule: "*/1 * * * *" jobTemplate: spec: template: spec: containers: - name: nginx-container image: nginx:latest command: ["echo", "Hello Kubernetes!"] restartPolicy: Never

以上是一些常见的包含容器部分的 Kubernetes 对象的 YAML 示例。这些对象定义了不同类型的应用程序或任务，并指定了相应的容器镜像和配置信息。

四：对象中的非容器

不是，不是所有的 YAML 文件都包含容器部分。容器的部分主要出现在定义 Pod、Deployment、StatefulSet、Job、CronJob 等涉及到容器的 Kubernetes 对象时。例如，定义 ConfigMap、Secret、Service、Namespace 等对象时，并不包含容器部分。

下面是一些 Kubernetes 对象的例子，它们不包含容器部分：

ConfigMap： 用于存储配置数据，如环境变量、配置文件等。
yamlCopy code

apiVersion: v1 kind: ConfigMap metadata: name: my-configmap data: key1: value1 key2: value2
Secret： 用于存储敏感数据，如密码、密钥等。
yamlCopy code

apiVersion: v1 kind: Secret metadata: name: my-secret data: username: YWRtaW4= password: MWYyZDFlMmU2N2Rm
Service： 用于定义服务的访问方式和网络策略。
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apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: my-service spec: ports: - port: 80 targetPort: 8080 selector: app: my-app
Namespace： 用于逻辑上的隔离和管理，包含其他对象。
yamlCopy code

apiVersion: v1 kind: Namespace metadata: name: my-namespace

这些对象的定义中并不包含容器部分，因为它们与容器无关。容器通常出现在定义 Pod 或其他包含容器的对象时。

五：k8s核心组件

Kubernetes 是一个高度可扩展的容器编排平台，由多个组件组成，每个组件都有自己的功能和作用。以下是 Kubernetes 中常见的组件及其功能：

kube-apiserver（API Server）：
- 解决问题：提供 Kubernetes 集群的 API 接口，处理外部和内部的 API 请求。
- 实现技术：Go 语言，基于 HTTP/HTTPS 协议提供 RESTful API。
- 示例：当用户通过 kubectl 提交创建 Pod 的请求时，该请求首先会发送到 API Server。
kube-controller-manager（Controller Manager）：
- 解决问题：负责运行一系列控制器，监控集群状态并进行调整。
- 实现技术：Go 语言，每个控制器都是一个独立的进程。
- 示例：Deployment Controller 监控 Pod 的状态，并确保根据用户定义的副本数进行副本的创建和删除。
kube-scheduler（Scheduler）：
- 解决问题：负责将 Pod 调度到集群中的节点上，根据节点资源和 Pod 要求进行智能调度。
- 实现技术：Go 语言，调度算法包括优先级算法、过滤算法等。
- 示例：Scheduler 根据 Pod 的资源需求和调度策略，选择合适的节点进行调度。
kubelet：
- 解决问题：负责管理单个节点上的 Pod，执行 Pod 的创建、启动、停止等操作。
- 实现技术：Go 语言，与 Docker 或其他容器运行时进行交互。
- 示例：kubelet 根据 API Server 下发的指令，创建并管理节点上的 Pod。
kube-proxy：
- 解决问题：负责实现 Kubernetes 服务的网络代理和负载均衡，将服务暴露给集群内外的其他组件。
- 实现技术：Go 语言，基于 IPTables 或 IPVS 等技术进行网络代理和负载均衡。
- 示例：kube-proxy 接收到服务请求后，将请求转发给后端的 Pod，实现服务的负载均衡和高可用性。
etcd：
- 解决问题：提供 Kubernetes 集群的分布式键值存储，用于存储集群的状态和配置信息。
- 实现技术：Go 语言，使用 Raft 一致性算法来保证数据的一致性和高可用性。
- 示例：etcd 存储着集群的各种资源对象信息，如 Pod、Service、ConfigMap 等。
kube-dns（CoreDNS）：
- 解决问题：为 Kubernetes 集群提供 DNS 服务，实现服务发现和解析。
- 实现技术：Go 语言，基于 DNS 协议提供域名解析服务。
- 示例：当服务需要通过域名进行通信时，kube-dns 负责将服务名称解析为对应的 Pod IP 地址。

以上是 Kubernetes 中的一些核心组件，它们协同工作，共同构建了 Kubernetes 的完整功能。这些组件基于 Go 编程语言实现，采用了分布式系统和微服务架构，通过 API 接口相互通信和协作，实现了 Kubernetes 集群的高效管理和运行。