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總體概覽
如下圖所示是我初步閱讀文檔和源代碼之后整理的總體概覽,，基本上可以從如下三個(gè)維度來(lái)認(rèn)識(shí)Kubernetes。
操作對(duì)象
Kubernetes以RESTFul形式開(kāi)放接口,，用戶可操作的REST對(duì)象有三個(gè)：
- pod：是Kubernetes最基本的部署調(diào)度單元,，可以包含container，邏輯上表示某種應(yīng)用的一個(gè)實(shí)例,。比如一個(gè)web站點(diǎn)應(yīng)用由前端,、后端及數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建而成,，這三個(gè)組件將運(yùn)行在各自的容器中，那么我們可以創(chuàng)建包含三個(gè)container的pod,。
- service：是pod的路由代理抽象,，用于解決pod之間的服務(wù)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。因?yàn)閜od的運(yùn)行狀態(tài)可動(dòng)態(tài)變化(比如切換機(jī)器了,、縮容過(guò)程中被終止了等),，所以訪問(wèn)端不能以寫死IP的方式去訪問(wèn)該pod提供的服務(wù)。service的引入旨在保證pod的動(dòng)態(tài)變化對(duì)訪問(wèn)端透明,，訪問(wèn)端只需要知道service的地址,，由service來(lái)提供代理。
- replicationController：是pod的復(fù)制抽象,，用于解決pod的擴(kuò)容縮容問(wèn)題,。通常，分布式應(yīng)用為了性能或高可用性的考慮,，需要復(fù)制多份資源,，并且根據(jù)負(fù)載情況動(dòng)態(tài)伸縮。通過(guò)replicationController,，我們可以指定一個(gè)應(yīng)用需要幾份復(fù)制,，Kubernetes將為每份復(fù)制創(chuàng)建一個(gè)pod，并且保證實(shí)際運(yùn)行pod數(shù)量總是與該復(fù)制數(shù)量相等(例如,，當(dāng)前某個(gè)pod宕機(jī)時(shí),，自動(dòng)創(chuàng)建新的pod來(lái)替換)。
可以看到,，service和replicationController只是建立在pod之上的抽象,，最終是要作用于pod的，那么它們?nèi)绾胃鷓od聯(lián)系起來(lái)呢,？這就要引入label的概念：label其實(shí)很好理解,，就是為pod加上可用于搜索或關(guān)聯(lián)的一組key/value標(biāo)簽，而service和replicationController正是通過(guò)label來(lái)與pod關(guān)聯(lián)的,。如下圖所示,，有三個(gè)pod都有l(wèi)abel為"app=backend"，創(chuàng)建service和replicationController時(shí)可以指定同樣的label:"app=backend",，再通過(guò)label
selector機(jī)制,，就將它們與這三個(gè)pod關(guān)聯(lián)起來(lái)了。例如,，當(dāng)有其他frontend pod訪問(wèn)該service時(shí),，自動(dòng)會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)到其中的一個(gè)backend
pod。
功能組件
如下圖所示是官方文檔里的集群架構(gòu)圖,，一個(gè)典型的master/slave模型,。
master運(yùn)行三個(gè)組件：
- apiserver：作為kubernetes系統(tǒng)的入口,，封裝了核心對(duì)象的增刪改查操作，以RESTFul接口方式提供給外部客戶和內(nèi)部組件調(diào)用,。它維護(hù)的REST對(duì)象將持久化到etcd（一個(gè)分布式強(qiáng)一致性的key/value存儲(chǔ)）,。
- scheduler：負(fù)責(zé)集群的資源調(diào)度，為新建的pod分配機(jī)器,。這部分工作分出來(lái)變成一個(gè)組件,，意味著可以很方便地替換成其他的調(diào)度器。
- controller-manager：負(fù)責(zé)執(zhí)行各種控制器,，目前有兩類：
- endpoint-controller：定期關(guān)聯(lián)service和pod(關(guān)聯(lián)信息由endpoint對(duì)象維護(hù)),，保證service到pod的映射總是最新的,。
- replication-controller：定期關(guān)聯(lián)replicationController和pod,，保證replicationController定義的復(fù)制數(shù)量與實(shí)際運(yùn)行pod的數(shù)量總是一致的。
slave(稱作minion)運(yùn)行兩個(gè)組件：
- kubelet：負(fù)責(zé)管控docker容器,，如啟動(dòng)/停止,、監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài)等。它會(huì)定期從etcd獲取分配到本機(jī)的pod,，并根據(jù)pod信息啟動(dòng)或停止相應(yīng)的容器,。同時(shí)，它也會(huì)接收apiserver的HTTP請(qǐng)求,，匯報(bào)pod的運(yùn)行狀態(tài),。
- proxy：負(fù)責(zé)為pod提供代理。它會(huì)定期從etcd獲取所有的service,，并根據(jù)service信息創(chuàng)建代理,。當(dāng)某個(gè)客戶pod要訪問(wèn)其他pod時(shí)，訪問(wèn)請(qǐng)求會(huì)經(jīng)過(guò)本機(jī)proxy做轉(zhuǎn)發(fā),。
工作流
上文已經(jīng)提到了Kubernetes中最基本的三個(gè)操作對(duì)象：pod, replicationController及service,。 下面分別從它們的對(duì)象創(chuàng)建出發(fā)，通過(guò)時(shí)序圖來(lái)描述Kubernetes各個(gè)組件之間的交互及其工作流,。
使用示例
最后,，讓我們進(jìn)入實(shí)戰(zhàn)模式，這里跑一個(gè)最簡(jiǎn)單的單機(jī)示例(所有組件運(yùn)行在一臺(tái)機(jī)器上),，旨在打通基本流程,。
搭建環(huán)境
第一步，我們需要Kuberntes各組件的二進(jìn)制可執(zhí)行文件,。有以下兩種方式獲?。?nbsp;
- 直接下載人家已經(jīng)編譯打包好的tar文件：
wget https://storage./kubernetes/binaries.tar.gz
自己編譯源碼需要先安裝好golang，編譯完之后在kubernetes/_output/release-tars文件夾下可以得到打包文件,。直接下載的方式不需要安裝其他軟件,，但可能得不到最新的版本,。
第二步，我們還需要etcd的二進(jìn)制可執(zhí)行文件,，通過(guò)如下方式獲?。?/p>
wget https://github.com/coreos/etcd/releases/download/v0.4.6/etcd-v0.4.6-linux-amd64.tar.gz
tar xvf etcd-v0.4.6-linux-amd64.tar.gz
第三步，就可以啟動(dòng)各個(gè)組件了：
etcd cd etcd-v0.4.6-linux-amd64
./etcd apiserver ./apiserver \
-address=127.0.0.1 \
-port=8080 \
-portal_net="172.0.0.0/16" \
-etcd_servers=http://127.0.0.1:4001 \
-machines=127.0.0.1 \
-v=3 \
-logtostderr=false \
-log_dir=./log scheduler ./scheduler -master 127.0.0.1:8080 \
-v=3 \
-logtostderr=false \
-log_dir=./log
controller-manager ./controller-manager -master 127.0.0.1:8080 \
-v=3 \
-logtostderr=false \
-log_dir=./log kubelet ./kubelet \
-address=127.0.0.1 \
-port=10250 \
-hostname_override=127.0.0.1 \
-etcd_servers=http://127.0.0.1:4001 \
-v=3 \
-logtostderr=false \
-log_dir=./log
創(chuàng)建pod
搭好了運(yùn)行環(huán)境后,，就可以提交pod了,。首先編寫pod描述文件，保存為redis.json： {
"id": "redis",
"desiredState": {
"manifest": {
"version": "v1beta1",
"id": "redis",
"containers": [{
"name": "redis",
"image": "dockerfile/redis",
"imagePullPolicy": "PullIfNotPresent",
"ports": [{
"containerPort": 6379,
"hostPort": 6379
}]
}]
}
},
"labels": {
"name": "redis"
}
}
然后,，通過(guò)命令行工具kubecfg提交： ./kubecfg -c redis.json create /pods
提交完后,，通過(guò)kubecfg查看pod狀態(tài)： # ./kubecfg list /pods
ID Image(s) Host Labels Status
---------- ---------- ---------- ---------- ----------
redis dockerfile/redis 127.0.0.1/ name=redis Running
Status是Running表示pod已經(jīng)在容器里運(yùn)行起來(lái)了，可以用"docker ps"命令來(lái)查看容器信息： # docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
ae83d1e4b1ec dockerfile/redis:latest "redis-server /etc/r 19 seconds ago Up 19 seconds k8s_redis.caa18858_redis.default.etcd_1414684622_1b43fe35
創(chuàng)建replicationController {
"id": "redisController",
"apiVersion": "v1beta1",
"kind": "ReplicationController",
"desiredState": {
"replicas": 1,
"replicaSelector": {"name": "redis"},
"podTemplate": {
"desiredState": {
"manifest": {
"version": "v1beta1",
"id": "redisController",
"containers": [{
"name": "redis",
"image": "dockerfile/redis",
"imagePullPolicy": "PullIfNotPresent",
"ports": [{
"containerPort": 6379,
"hostPort": 6379
}]
}]
}
},
"labels": {"name": "redis"}
}},
"labels": {"name": "redis"}
}
然后,，通過(guò)命令行工具kubecfg提交： ./kubecfg -c redisController.json create /replicationControllers
提交完后,，通過(guò)kubecfg查看replicationController狀態(tài)： # ./kubecfg list /replicationControllers
ID Image(s) Selector Replicas
---------- ---------- ---------- ----------
redisController dockerfile/redis name=redis 1
同時(shí)，1個(gè)pod也將被自動(dòng)創(chuàng)建出來(lái),，即使我們故意刪除該pod,，replicationController也將保證創(chuàng)建1個(gè)新pod。
原文鏈接：
Kubernetes初探（責(zé)編：周小璐）
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