1. 说明

• 1.Kubernetes（简称K8s）是一个开源的容器编排工具，专为自动化容器化应用程序的部署、扩展和管理而设计。

2. 起源与发展

• 1.Kubernetes起源于2014年，由Google的三位工程师Joe Beda、Brendan Burns和Craig McLuckie创立。
• 2.Kubernetes是Google的Borg系统的开源版本，Borg是一个大规模集群管理系统，对Google服务的稳定性和规模化起到了关键作用。
• 3.Kubernetes采用了Borg的设计理念和最佳实践，但设计得更加灵活和模块化，以适应更广泛的用户群体和工作负载。
• 4.2015年，Google将Kubernetes捐赠给了Cloud Native Computing Foundation（CNCF），以确保其中立性并促进生态系统的健康发展。

3. 核心概念

• 1.Pod：Kubernetes使用Pod来管理容器，每个Pod可以包含一个或多个紧密关联的容器。Pod是一组紧密关联的容器集合，它们共享PID、IPC、Network和UTS namespace，是Kubernetes调度的基本单位。
• 2.Node：Node是Pod真正运行的主机，可以是物理机，也可以是虚拟机。为了管理Pod，每个Node节点上至少要运行container runtime（比如Docker或者rkt）、kubelet和kube-proxy服务。
• 3.Namespace：Namespace是对一组资源和对象的抽象集合，可以用来将系统内部的对象划分为不同的项目组或用户组。
• 4.Service：Service是应用服务的抽象，通过labels为应用提供负载均衡和服务发现。
• 5.Label：Label是识别Kubernetes对象的标签，以key/value的方式附加到对象上。Label不提供唯一性，并且实际上经常是很多对象（如Pods）都使用相同的label来标志具体的应用。
• 6.Annotations：Annotations是key/value形式附加于对象的注解，用来记录一些附加信息，用来辅助应用部署、安全策略以及调度策略等。

4. 架构与组件

4.1 控制平面（Control Plane）

• 1.包括kube-apiserver、etcd、kube-scheduler、kube-controller-manager和cloud-controller-manager。
• 2.控制平面负责管理集群的状态、调度Pod到合适的节点、监控节点和Pod的健康状况等。
• 3.kube-apiserver：API服务器是Kubernetes控制平面的组件，负责公开Kubernetes API，并处理接受请求的工作。它是Kubernetes控制平面的前端。
• 4.etcd：一个分布式键值存储，用于存储Kubernetes集群的所有数据。它是Kubernetes集群的源数据存储系统，所有的配置信息、状态信息都存储在etcd中。
• 5.kube-scheduler：负责将新创建的Pod调度到合适的工作节点上。
• 6.kube-controller-manager：负责运行控制器进程，包括节点控制器、任务控制器、端点分片控制器等。
• 7.cloud-controller-manager：允许将Kubernetes集群连接到云提供商的API之上，并将与该云平台交互的组件同与集群交互的组件分离开来。

4.2 工作节点（Worker Nodes）

• 1.包括kubelet、kube-proxy和容器运行时。工作节点负责运行实际的应用容器。
• 2.kubelet：负责维护容器的生命周期，同时也负责Volume（CVI）和网络（CNI）的管理。
• 3.kube-proxy：负责为Service提供cluster内部的服务发现和负载均衡。
• 4.容器运行时：负责镜像管理以及Pod和容器的真正运行（CRI）。

5. 特点与优势

• 1.可移植性：支持公有云、私有云、混合云和多重云。
• 2.可扩展性：模块化、插件化、可挂载、可组合。
• 3.自动化：自动部署、自动重启、自动复制、自动伸缩/扩展。
• 4.快速部署与扩展：能够快速部署和扩展应用。
• 5.无缝对接新功能：能够无缝对接新的应用功能。
• 6.资源优化：节省资源，优化硬件资源的使用。

6. 应用场景

• 1.容器编排和管理：Kubernetes可以帮助用户轻松地部署、管理和扩展容器化应用。
• 2.微服务架构：Kubernetes可以支持微服务架构的应用部署和管理，自动管理微服务的部署、扩展和升级，同时还提供了负载均衡、服务发现和服务注册等功能。
• 3.弹性扩展：Kubernetes可以根据应用的负载情况自动进行弹性扩展，提高应用的可用性和性能，同时节省资源和成本。
• 4.高可用性和容错性：Kubernetes提供了一系列的机制来确保应用的高可用性和容错性，如自动重新启动失败的容器、容器自愈和自动修复等。
• 5.多云环境管理：Kubernetes可以帮助用户在多个云平台上管理和部署应用，提供标准化的接口和管理方式。