前言
Kubernetes（简称K8S，K和S之间有8个字母）是用于自动部署，扩展和管理容器化应用程序的开源系统。它将组成应用程序的容器组合成逻辑单元，以便于管理和服务发现。Kubernetes 源自Google15年的生产环境的运维经验，同时凝聚了社区的最佳创意和实践。
一、基础组件
在服务器我已经使用kubadm搭建的k8s集群(若想深入学习，一定先搭建一套k8s集群哦)，一主(master)一从(slave)。系统创建的Pod都在namespace为kube-system中，我们可以看到k8s集群的都有以下的主要组件：
image.png
master和slave的组件分配如下图
image.png
1、master的k8s主要组件
kube-apiserver 客户端组件通过kube-apiserver管理cluster各种资源，kube-apiserver提供了HTTP/HTTPS RESTful API，例如kubectl就算是一个客户端
kube-controller-manager 管理cluster的资源，kube-controller-manager由多种controller组成，包括replication controller、namespacecontroller等。 不同的controller管理不同的资源，replication controller管理Deployment、StatefulSet、DaemonSet的生命周期；namespacecontroller管理Namespace资源
kube-schedule 负责决定哪个Pod在哪个机器上运行。Scheduler在调度时会充分考虑Cluster的拓扑结构，当前各个节点的负载，以及应用对高可用、性能、数据亲和性的需求
etcd 是一个数据库，保存集群的配置信息和各种资源的状态信息。例如，kubectl get pod信息就是从etcd数据库获取的
weave-net Pod间总是要通信的，weave是Pod的网络的其中一个方案
2、slave的k8s主要组件
kube-proxy
service在逻辑上代表了后端的多个Pod，外界通过service访问Pod。service接收到的请求是如何转发到Pod的呢？这就是kube-proxy要完成的工作。每个Node都会运行kube-proxy服务，它负责将访问service的TCP/UPD数据流转发到后端的容器。如果有多个副本，kube-proxy会实现负载均衡。从图中可以看到master也有kube-proxy，这是因为master也可以作为一个slave来使用。
kubelet 是Node的agent，当Scheduler确定在某个Node上运行Pod后，会将Pod的具体配置信息（image、volume等）发送给该节点的kubelet，kubelet根据这些信息创建和运行容器，并向Master报告运行状态。
二、从案例学习k8s整个框架
我们先部署一个案例来看一下k8s组件具体是怎么交互的。
kubernetes是通过各种controller来管理pod的生命周期。为了满足不同业务场景，Kubernetes开发了Deployment、ReplicaSet、DaemonSet、StatefuleSet、Job等多种Controller。我们首先学习最常用的Deployment。当然本文不是来学习controller的种类以及区别，所以我们现在选最常用的deployment控制器来进行案例学习
1、生成一个案例镜像
1）编写代码
写一个简单功能，服务端监听8080端口，访问UIL打印当前时间和一个字符串“This is server”
代码语言：javascript复制// server.go
func server(rep http.ResponseWriter,req *http.Request) {
time := time2.Now()
rep.Write([]byte(time.String()))
rep.Write([]byte("This is server"))
}
func main() {
http.HandleFunc("/util",server)
http.ListenAndServe(":8080",nil)
}2）生成镜像
本地生成镜像，这里是用Dockerfile文件生成镜像的。Dockerfile字段的说明在此文已经详细描述[零基础了解Docker的基础架构]https://juejin.cn/post/6915296756150304782
代码语言：javascript复制# Dockerfile
FROM golang:latest AS build
WORKDIR /go/src/service
ENV GOPROXY https://goproxy.cn
ENV GO111MODULE off
COPY . .
RUN CGO_ENABLED=1 GOOS=linux go build -ldflags="-s -w" -a -installsuffix cgo -tags=jsoniter -o main server.go
#
# Production stage
#
FROM ubuntu:latest
WORKDIR /go/src/service
COPY --from=build /go/src/service/main .
# 与代码的端口保持一致
EXPOSE 8080
ENTRYPOINT ["./main"]生成镜像，build当前路径下的Dockerfile文件
代码语言：javascript复制docker build -t service_test:latest .查看生成的镜像，这个镜像会在后面的deployment.yaml使用
干货满满，从一个案例学习k8s基本架构
2、使用deployment控制器创建Pod
1）编写namespce.yaml
创建一个新的namespace,名为k8s-test
代码语言：javascript复制apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
name: k8s-test创建ns
代码语言：javascript复制kubevtl create -f namespce.yaml2）编写service.yaml
映射对外端口(8080->30000)
代码语言：javascript复制apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
# 与创建的ns保持一致
namespace: k8s-test
name: service
spec:
ports:
- name: "service-port"
targetPort: 8080
port: 8080
nodePort: 30000
# 这里selector的app与下面的deployment要一致
selector:
app: service-test
type: NodePort创建service
代码语言：javascript复制kubevtl create -f service.yaml3）编写deployment.yaml
代码语言：javascript复制apiVersion: apps/v1 # 当前格式的版本
# 创建的控制器资源类型，这里是Deployment，其他资源是其他的字段StatefuleSet、DaemonSet等
kind: Deployment
metadata:
name: service-test
namespace: k8s-test
# 规格说明,Pod描述
spec:
# 副本数量
replicas: 2
# Pod的更新策略：1、Recreate(杀掉正在运行的Pod，然后创建新的)
# 2、RollingUpdate，滚动更新，即逐渐减少旧Pod的同时逐渐增加新Pod
strategy:
type: Recreate
selector:
matchLabels:
app: service-test
# Pod模板
template:
metadata:
labels:
app: service-test
# pod的规格
spec:
hostname: service-test
# 容器镜像，是我们本地创建好的容器
containers:
- image: service_test:latest
name: service-test
# imagePullPolicy 可选字段：Never(只从本地拉镜像)/IfNotPresent(如果本地不存在则拉取仓库中) /Always(希望每次都拉取最新的镜像)
imagePullPolicy: Never
# 端口与代码一致
ports:
- containerPort: 8080
# restartPolicy重启策略；Always(只要退出就重启) OnFailure(失败退出重启) Never(不重启)
restartPolicy: Always创建pod
代码语言：javascript复制kubectl create -f deployment.yaml查看创建的pod
干货满满，从一个案例学习k8s基本架构
在机器上访问对外端口30000，是功能正常的。使用deployment部署pod完成
image.png
三、分析流程
1、创建Pod的主要流程
我们结合上面的例子回看文章开始的图，通过此图和案例学习各个组件的主要职能
干货满满，从一个案例学习k8s基本架构
① kubectl 向k8s-master的apiserver发出部署请求
② apiserver通知controller manager创建一个deployment资源
③ controller创建好之后通知schedule调度
④ schedule执行调度任务，决定调度在哪个节点上后会将pod的配置信息包括镜像、volume、副本集通知到k8s-slave的kubelet
⑤ kubectl在自己的node上创建并运行pod副本、容器相关
应用配置以及状态信息保存在etcd中，执行kubectl get命令的时候，会向etcd读取信息
2、分析deployment各种资源
先看以下三条命令
代码语言：javascript复制# 获取deployment资源,可以看到2个副本正常的运行(名字为service-test)
[centos@wunaichi ~]$ kubectl get deployment -n k8s-test
NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE
service-test 2/2 2 2 18h
# kubectl describe deployment了解更详细的信息
[centos@wunaichi ~]$ kubectl describe deployment -nk8s-test
Name: service-test
Namespace: k8s-test
CreationTimestamp: Thu, 04 Feb 2021 07:05:43 0000
Labels: <none>
Annotations: deployment.kubernetes.io/revision: 1
Selector: app=service-test
Replicas: 2 desired | 2 updated | 2 total | 2 available | 0 unavailable
StrategyType: Recreate
MinReadySeconds: 0
Pod Template:
Labels: app=service-test
Containers:
service-test:
Image: service_test:latest
Port: 8080/TCP
Host Port: 0/TCP
Environment: <none>
Mounts: <none>
Volumes: <none>
Conditions:
Type Status Reason
---- ------ ------
Available True MinimumReplicasAvailable
Progressing True NewReplicaSetAvailable
OldReplicaSets: <none>
NewReplicaSet: service-test-958ccb545 (2/2 replicas created)
Events: <none>
# 我们创建了一个replicaset(service-test-958ccb545)
# replicaset是由deployment创建的，deployment是通过replicaset管理pod
[centos@wunaichi ~]$ kubectl get replicaset -n k8s-test
NAME DESIRED CURRENT READY AGE
service-test-958ccb545 2 2 2 18h
# 获取创建的pod
[centos@wunaichi ~]$ kubectl get pod -n k8s-test
NAME READY STATUS RESTARTS AGE
service-test-958ccb545-b78xl 1/1 Running 0 18h
service-test-958ccb545-scz2c 1/1 Running 0 18h
# 查看pod信息的详情
[centos@wunaichi ~]$ kubectl describe pod service-test-958ccb545-b78xl -n k8s-test
Name: service-test-958ccb545-b78xl
Namespace: k8s-test
Priority: 0
PriorityClassName: <none>
Node: wunaichi.novalocal/10.0.0.173
Start Time: Thu, 04 Feb 2021 07:05:43 0000
Labels: app=service-test
pod-template-hash=958ccb545
Annotations: <none>
Status: Running
IP: 10.44.0.4
Controlled By: ReplicaSet/service-test-958ccb545 # 通过ReplicaSet管理
Containers:
service-test:
Container ID: docker://b7f0319de468d1886616faf6896b01c9abbb593a6d383343514cc65e8d07c99b
Image: service_test:latest
Image ID: docker://sha256:8c6afd1695977500af6c5efebb4b4176f4bf80bf9b0f850ef374d70455daaff2
Port: 8080/TCP
Host Port: 0/TCP
State: Running
Started: Thu, 04 Feb 2021 07:05:45 0000
Ready: True
Restart Count: 0
Environment: <none>
Mounts:
/var/run/secrets/kubernetes.io/serviceaccount from default-token-9ps55 (ro)
Conditions:
Type Status
Initialized True
Ready True
ContainersReady True
PodScheduled True
Volumes:
default-token-9ps55:
Type: Secret (a volume populated by a Secret)
SecretName: default-token-9ps55
Optional: false
QoS Class: BestEffort
Node-Selectors: <none>
Tolerations: node.kubernetes.io/not-ready:NoExecute for 300s
node.kubernetes.io/unreachable:NoExecute for 300s
Events: <none>总结一下整个流程：
干货满满，从一个案例学习k8s基本架构
（1）用户通过kubectl创建Deployment
（2）Deployment创建ReplicaSet
（3）ReplicaSet创建Pod
可以看出Deployment是通过ReplicaSet来管理Pod的多个副本的
学习到这里你一定对k8s组件的各个功能，并且会使用depolyment创建pod资源~
