运维入坑必看 Kubernetes平台框架解读

　　Kubernetes是一个开源容器编排平台，管理大规模分布式容器化软件应用， 是云计算发展演进的一次彻底革命性的突破。Kubernetes是谷歌的第三代容器管理系统，是Borg独特的控制器和Omega灵活的调度器的组合。Kubernetes中的应用被打包成与环境完全分离的容器镜像，并且自动配置应用并维护跟踪资源分配。
 
　　敏捷的弹性伸缩能力： 不同于虚拟机分钟级的弹性伸缩响应，容器应用可实现秒级甚至毫秒级的弹性伸缩响应；
　　智能的服务故障自愈能力： 容器应用具有极强的自愈能力，可实现应用故障的自动摘除与重构；
　　大规模的复制分发能力： 容器应用标准化的交付制品，可实现跨平台、跨区域，云边一体规模化复制分发部署能力。
　　一、Kubernetes整体架构
  
　　1、集中式管理节点
　　集中式管理节点，对集群进行调度管理，有 四大核心组件：
 
　　API Server： 承担集群的网关，实现统一认证鉴权对外服务，同时也是管理Node/Pod资源代理通道；
　　Scheduler： 资源调度器，除了Kubernetes默认的调度器，也支持自定义调度器；
　　ETCD： 集群状态统一存储，与Zookeeper类似的key-value存储；
　　Controller Manger： 控制管理器实现自愈、扩容、应用生命周期管理、服务发现、路由、服务绑定等能力；Kubernetes默认提供Replication Controller、Node Controller、Namespace Controller、Service Controller、Endpoints Controller、Persistent Controller、DaemonSet Controller等控制器。
　　2、 辅助工具
　　辅助工具，主要是辅助集群管理及网络扩展:
 
　　kubectl 通过API Server进行交互，实现 集群管理的命令行工具；
　　Dashboard 是Kubernetes的web 用户管理监控界面；
　　Core DNS 是可扩展的DNS服务器，实现 集群服务发现能力。
　　二、Kubernetes核心理念
　　1、POD容器组，Kubernetes最小调度单元
　　Pod是Kubernetes的 最小调度及资源分配单元， Pod之间相互隔离，通常情况一个Pod只建议运行一个容器，当某些容器之间关系非常紧密（Tightly coupled），可以运行在同一Pod运行多个容器方便一起调度管理。一个Pod就是一个应用运行实例，通过同时运行多个Pod来实现应用 横向扩展 能力。Pod本身没有自恢复能力，当调度或运行失败时，需要管理节点的Controller根绝配置触发实现Pod重启、重建或迁移等操作。
 
　　Pause Container： 又叫Infra Container，Pod通过Pause Container实现Pod多个容器网络共享， Pause Container最先启动并绑定Pod唯一IP地址与各种网络资源，其他容器通过加入Pause  Container的Network namespace来实现网络共享。Pause是C语言实现，镜像非常小只有700KB左右，并且永远处于Pause(暂停)状态；官方镜像是gcr.io/google_containers/pause-amd64:3.0，同时也支持自定义。
　　Init Container： Pod中可以自定义一个或者多个 Init Container ， 按照顺序依次启动 ，在应用Container之前启动并执行一些辅助任务，比如执行脚本、拷贝文件到共享目录、日志收集、应用监控等。将辅助功能与主业务容器解耦，实现独立发布和能力重用。除了不支持Readiness Probe，其他与特性与普通容器保持一致。
　　App Container： Pod真正承接业务的Container，一般情况会独立运行，如果是有微服务治理等需求会搭配Sidecar Container一起运行。在Init Container启动完成之后， App Container会并行启动， 但是需要等待所有 App Container 处于就绪状态，整个Pod才算启动成功。