图解 K8s 核心概念和术语 _K8s

我第一次接触容器编排调度工具是 Docker 自家的 Docker Swarm，主要解决当时公司内部业务项目部署繁琐的问题，我记得当时项目实现容器化之后，花在项目部署运维的时间大大减少了，当时觉得这玩意还挺新鲜的，原来自动化运维可以这么玩。后面由于工作原因，很久没碰过容器方面的知识了。最近在公司的数据同步项目中，需要使用到分布式调度数据同步执行单元，目前使用的方案是将数据同步执行单元打包成镜像，使用 K8s 进行调度，正好趁这个机会了解一下 K8s，下面我就用图解的形式将我所理解的 K8s 分享给大家。
K8s 三大核心功能K8s 是一个轻便的和可扩展的开源平台，用于管理容器化应用和服务。通过 K8s 能够进行应用的自动化部署和扩缩容。
K8s 是比容器更上一层的架构，它可以支持多种容器技术，比如我们熟悉的 Docker，K8s 定位是一个容器调度工具，它主要具备以下三大核心能力：
1、自动调度
k8s 将用户部署提交的容器放到 k8s 集群的任意一个节点中，k8s 可以根据容器所需要的资源大小，以及节点的负载情况来决定容器放在哪个节点上面。

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2、自动修复
当 k8s 的健康检查机制发现某个节点出现问题，它会自动将该节点上的资源转移到其它节点上面完成自动恢复。

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3、横向自动扩缩容
在 k8s 1.1+ 版本中，有一个功能叫 “ Horizontal Pod Autoscaler”，简称 “HPA”，意思是 Pod自动扩容，它可以预先定义 Pod 的负载指标，当达到预期设定的负载指标后，就会根据指标自动触发自动动态扩容/缩容行为。
1）横向自动扩容

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2）横向自动缩容

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节点从上面的图可以看出来，k8s 集群的节点有两个角色，分别为 Master 节点和 Node 节点，整个 K8s 集群Master 和 Node 节点关系如下图所示：

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1、Master 节点
Master 节点也称为控制节点，每个 k8s 集群都有一个 Master 节点负责整个集群的管理控制，我们上面介绍的 k8s 三大能力都是经过 Master 节点发起的，Master 节点包含了以下几个组件：

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API Server：提供了 HTTP Rest 接口的服务进程，所有资源对象的增、删、改、查等操作的唯一入口；
Controller Manager：k8s 集群所有资源对象的自动化控制中心；
Scheduler：k8s 集群所有资源对象自动化调度控制中心；
ETCD：k8s 集群注册服务发现中心，可以保存 k8s 集群中所有资源对象的数据。

2、Node
Node 节点的作用是承接 Master 分配的工作负载，它主要有以下几个关键组件：

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kubelet：负责 Pod 对应容器的创建、启停等操作，与 Master 节点紧密协作；
kube-porxy：实现 k8s 集群通信与负载均衡的组件。

从图上可看出，在 Node 节点上面，还需要一个容器运行环境，如果使用 Docker 技术栈，则还需要在 Node 节点上面安装 Docker Engine，专门负责该节点容器管理工作。
PodPod 是 k8s 最重要而且是最基本的一个资源对象，它的结构如下：

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从以上 Pod 的结构图可以看出，它其实是容器的一个上层包装结构，这也就是为什么 K8s 可以支持多种容器类型的原因，基于这方面，我理解 k8s 的定位就是一个编排与调度工具，而容器只是它调度的一个资源对象而已。
Pod 可包含多个容器在里面，每个 Pod 至少会有一个 Pause 容器，其它用户定义的容器都共享该 Pause 容器，Pause 容器的主要作用是用于定义 Pod 的 ip 和 volume 。
Pod 在 k8s 集群中的位置如下图所示：

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LabelLabel 在 k8s 中是一个非常核心的概念，我们可以将 Label 指定到对应的资源对象中，例如 Node、Pod、Replica Set、Service 等，一个资源可以绑定任意个 Label，k8s 通过 Label 可实现多维度的资源分组管理，后续可通过 Label Selector 查询和筛选拥有某些 Label 的资源对象，例如创建一个 Pod，给定一个 Label，workerid=123，后续可通过 workerid=123 删除拥有该标签的 Pod 资源。