Pod

Pod是可以在 Kubernetes 中创建和管理的、最小的可部署的计算单元。

Pod就像豌豆荚一样，其中包含着一组(一个或多个)容器;这些容器共享存储、网络、以及怎样运行这些 容器的声明。

Pod就像一台物理服务器一样，其中包含一个或多个应用容器，这些容器中运行着用户应用程序。

举例说明：

container（容器）--- 一颗豌豆

Pod（容器组） --- 一个豌豆荚

Node （节点） --- 一根豌豆藤

Cluster（集群） --- 整个豌豆田

Controller

在 Kubernetes中，用于管理和运行Pod的对象

在 Kubernetes 中，控制器通过监控集群的公共状态，并致力于将当前状态转变为期望的状态

举例说明Controller(控制器)作用:房间里的温度自动调节器

当你设置了温度，告诉了温度自动调节器你的期望状态(Desired state)。房间的实际温度是当前状态 (Current state)。 通过对设备的开关控制，温度自动调节器让其当前状态接近期望状态

一个控制器至少追踪一种类型的 Kubernetes 资源。这些对象有一个代表期望状态的 spec 字段。 该资 源的控制器负责确保其当前状态接近期望状态

不同的类型的控制器所实现的控制方式不一样，例如:

• deployment

• 部署无状态应用

• 部署无状态应用:认为pod都一样，没有顺序要求，不用考虑在哪个node运行，随意进行扩 展和伸缩

• 管理Pod和ReplicaSet

• 部署、滚动升级等

• 典型的像web服务、分布式服务等

• StatefulSet

• 部署有状态应用

• 有状态应用，每个pod都独立运行，保持pod启动顺序和唯一性；有唯一的网络标识符，持久 存储；有序，比如mysql主从;主机名称固定。而且其扩容以及升级等操作也是按顺序进行的操 作

• DaemonSet

• 部署守护进程

• Daemonset保证在每个Node上都运行一个容器副本，常用来部署一些集群的日志、监控或者 其他系统管理应用。 新加入的node也同样运行在一个pod里面

• job

• 一次性任务

• job负责批量处理短暂的一次性任务(short lived one-off tasks)，即仅执行一次的任务，它保 证批处理任务的一个或多个Pod成功结束

• Cronjob

• 周期性定时任务

Label

概念

Label是附着到object上(例如Pod)的键值对。可以在创建object的时候指定，也可以在obiect创建后随时 指定。Labels的值对系统本身并没有什么含义，只是对用户才有意义。

一个Label是一个key=value的键值对，其中key与value由用户自己指定:

Label可以附加到各种资源对象上，例如Node、Pod、Service、RC等，一个资源对象可以定义任意数量 的Label。同一个Label可以被添加到任意数量的资源对象上去，Label通常在资源对象定义时确定，也可 以在对象创建后动态添加或者删除。

可以通过指定的资源对象捆绑一个或多个不同的Label来实现多维度的资源分组管理功能，以便于灵活、 方便地进行资源分配、调度、配置、部署等管理工作。例如:部署不同版本的应用到不同的环境中;或者监 控和分析应用(日志记录、监控、告警)等。

常用label示例如下所示:

版本标签:"release":"stable","release":"canary"...
环境标签:"environment":"dev","environment":"production"
架构标签:"tier":"frontend","tier":"backend","tier":"middleware"...
分区标签:"partition":"customerA","partition":"customerB"...
质量管控标签:"track":"daily","track":"weekly"

Label相当于我们熟悉的“标签”，给某个资源对象定义一个Label，就相当于给它打了一个标签，随后可 以通过LabelSelector(标签选择器)查询和筛选拥有某些Label的资源对象，Kubernetes通过这种方式实 现了类似SOL的简单又通用的对象查询机制。

语法与字符集

• Label key的组成:

• 不得超过63个字符

• 可以使用前缀，使用/分隔，前缀必须是DNS子域，不得超过253个字符，系统中的自动化组件创建 的label必须指定前缀，kubernetes.io/由kubernetes保留

• 起始必须是字母(大小写都可以)或数字，中间可以有连字符、下划线和点

• Label value的组成:

• 不得超过63个字符

• 起始必须是字母(大小写都可以)或数字，中间可以有连字符、下划线和点

Label Selector

通过label selector，客户端/用户可以指定一个object集合，通过label selector对object的集合进行操 作。

Label selector有两种类型:

• equality-based(基于等式):可以使用=、==、!=操作符，可以使用逗号分隔多个表达式

• set-based(基于集合):可以使用in、not in、!操作符，另外还可以没有操作符，直接写出某个label 的key，表示过滤有某个key的object而不管该key的value是何值，!表示没有该label的object

例如：

Label selector可以被类比为SQL语句中的where查询条件，例如，name=redis-slave这个label Selector作用于Pod时，可以被类比为select * from pod where pods name ='redis-slave'这样的语 句。

Service

将运行在一组 Pods上的应用程序公开为网络服务的抽象方法。

由于Pod是非永久性资源对象，如果使用Controller运行应用程序，可以动态创建和销毁Pod，这样就会 导致无法准确访问到所想要访问的Pod

例如:如果一组 Pod(称为“后端”)为集群内的其他Pod(称为“前端”)提供功能， 那么前端如何找出并跟踪要 连接的IP 地址，以便前端可以使用提供工作负载的后端部分?

是一组iptables或ipvs规划，通过把客户端的请求转发到服务端(Pod),如有多个Pod情况，亦可实现负载 均衡的效果。

例如:一个图片处理后端，它运行了3个副本(Pod)。这些副本是可互换的 -- 前端不需要关心它们调用了哪 个后端副本。 然而组成这一组后端程序的 Pod 实际上可能会发生变化，前端客户端不应该也没必要知 道，而且也不需要跟踪这一组后端的状态。

Endpoints

为Service管理后端Pod，当后端Pod被创建或销毁时，endpoints列表会更新Pod对应的IP地址，以便 Service访问请求能够确保被响应。

DNS

为kubernetes集群内资源对象的访问提供名称解析，这样就可以实现通过DNS名称而非IP地址来访问服 务。

• 实现集群内Service名称解析

• 实现集群内Pod内Container中应用访问互联网提供域名解析

kubernetes核心概念之间的关系

Pod与Controller

pod 是通过Controller 实现应用的运维，比如伸缩，滚动升级等待。pod和 controller 通过label 标签建 立关系。

Pod与Service

service 是为了防止pod 失联，提供的服务发现，类似于微服务的注册中心。定义一组pod 的访问策 略。可以为一组具有相同功能的容器应用提供一个统一的入口地址，并将请求负载分发到后端的各个容 器应用上。

service 通过selector 来管控对应的pod。根据label和selector 建立关联，通过service 实现pod 的负载 均衡。

Service与DNS

通过DNS实现对Service名称解析，以此达到访问后端Pod目的。

查看dns的pod

kubectl get pods -n kube-system

查看service获取集群IP,dns的地址为10.96.0.10

查看dns对应的pod地址

kubectl get endpoints -n kube-system
#或
kubectl get pod -n kube-system -o wide

使用dns解析tomcat-service

dig -t a tomcat-service.default.svc.cluster.local. @10.96.0.10

检验地址对应

kubectl get service

基于kubernetes集群容器化应用的微服务

服务部署方式介绍

• 单体服务架构

• 所有服务进程运行在同一台主机内

• 分布式服务架构

• 服务进程分布于不同的主机，其中一台主机出现故障，不影响其它主机上的服务运行

• 微服务架构

• 使用容器化技术把分布式服务架构运行起来，并实现对不同的服务进程的高可用及快速发布 等。

微服务架构服务组件(kubernetes核心概念)之间关系

以在kubernetes集群中运行LNMT（Linux、NGINX、MySQL、Tomcat）应用为例:

把kubernetes集群看做是一个IDC机房，把LNMT的Web架构应用以微服务（kubernetes集群资源对象）的方式部署到kubernetes集群中。