【编者的话】本文用浅显易懂的语言和生动的图表解释了Kubernetes相关的核心概念,帮助大家快速入门。
本文会简单介绍 Kubernetes 的核心概念。本文尽量避免使用长段定义,这些定义可以在Kubernetes的文档里找到。相反,我们会使用一些图表(其中一些是动画)和示例来解释这些概念。我们发现一些概念(比如Service)如果没有图表的辅助就很难全面地理解。在合适的地方我们也会提供Kubernetes文档的链接以便读者深入学习。
这就开始吧。
Kubernetes(k8s)是自动化容器操作的开源平台,这些操作包括部署,调度和节点集群间扩展。如果你曾经用过Docker容器技术部署容器,那么可以将Docker看成Kubernetes内部使用的低级别组件。Kubernetes不仅仅支持Docker,还支持Rocket,这是另一种容器技术。
使用Kubernetes可以:
实际上,使用Kubernetes只需一个 部署文件 ,使用一条命令就可以部署多层容器(前端,后台等)的完整集群:
$ kubectl create -f single-config-file.yaml
kubectl是和Kubernetes API交互的命令行程序。现在介绍一些核心概念。
集群是一组节点,这些节点可以是物理服务器或者虚拟机,之上安装了Kubernetes平台。下图展示这样的集群。注意该图为了强调核心概念有所简化。 这里 可以看到一个典型的Kubernetes架构图。
上图可以看到如下组件,使用特别的图标表示Service和Label:
- Pod
- Container(容器)
- Label()(标签)
- Replication Controller(复制控制器)
- Service()(服务)
- Node(节点)
- Kubernetes Master(Kubernetes主节点)
Pod (上图绿色方框)安排在节点上,包含一组容器和卷。同一个Pod里的容器共享同一个网络命名空间,可以使用localhost互相通信。Pod是短暂的,不是持续性实体。你可能会有这些问题:
)。一个Label是attach到Pod的一对键/值对,用来传递用户定义的属性。比如,你可能创建了一个"tier"和“app”标签,通过Label( tier=frontend, app=myapp )来标记前端Pod容器,使用Label( tier=backend, app=myapp )标记后台Pod。然后可以使用 Selectors 选择带有特定Label的Pod,并且将Service或者Replication Controller应用到上面。
是否手动创建Pod,如果想要创建同一个容器的多份拷贝,需要一个个分别创建出来么,能否将Pods划到逻辑组里?
Replication Controller确保任意时间都有指定数量的Pod“副本”在运行。如果为某个Pod创建了Replication Controller并且指定3个副本,它会创建3个Pod,并且持续监控它们。如果某个Pod不响应,那么Replication Controller会替换它,保持总数为3.如下面的动画所示:
如果之前不响应的Pod恢复了,现在就有4个Pod了,那么Replication Controller会将其中一个终止保持总数为3。如果在运行中将副本总数改为5,Replication Controller会立刻启动2个新Pod,保证总数为5。还可以按照这样的方式缩小Pod,这个特性在执行滚动 升级 时很有用。
当创建Replication Controller时,需要指定两个东西:
现在已经创建了Pod的一些副本,那么在这些副本上如何均衡负载呢?我们需要的是Service。
如果Pods是短暂的,那么重启时IP地址可能会改变,怎么才能从前端容器正确可靠地指向后台容器呢?
Service 是定义一系列Pod以及访问这些Pod的策略的一层 抽象 。Service通过Label找到Pod组。因为Service是抽象的,所以在图表里通常看不到它们的存在,这也就让这一概念更难以理解。
现在,假定有2个后台Pod,并且定义后台Service的名称为‘backend-service’,lable选择器为( tier=backend, app=myapp )。 backend-service 的Service会完成如下两件重要的事情:
下述动画展示了Service的功能。注意该图作了很多简化。如果不进入网络配置,那么达到透明的负载均衡目标所涉及的底层网络和路由相对先进。如果有兴趣, 这里 有更深入的介绍。
有一个特别类型的Kubernetes Service,称为' LoadBalancer ',作为外部负载均衡器使用,在一定数量的Pod之间均衡流量。比如,对于负载均衡Web流量很有用。
节点(上图橘色方框)是物理或者虚拟机器,作为Kubernetes worker,通常称为Minion。每个节点都运行如下Kubernetes关键组件:
集群拥有一个Kubernetes Master(紫色方框)。Kubernetes Master提供集群的独特视角,并且拥有一系列组件,比如Kubernetes API Server。API Server提供可以用来和集群交互的REST端点。master节点包括用来创建和复制Pod的Replication Controller。
现在我们已经了解了Kubernetes核心概念的基本知识,你可以进一步阅读Kubernetes 用户手册 。用户手册提供了快速并且完备的学习文档。
如果迫不及待想要试试Kubernetes,可以使用 Google Container Engine 。Google Container Engine是托管的Kubernetes容器环境。简单注册/登录之后就可以在上面尝试示例了。
原文链接: Learn the Kubernetes Key Concepts in 10 Minutes (翻译:崔婧雯 校对:)===========================
译者介绍
崔婧雯,现就职于IBM,高级软件工程师,负责IBM WebSphere业务流程管理软件的系统测试工作。曾就职于VMware从事桌面虚拟化产品的质量保证工作。对虚拟化,中间件技术,业务流程管理有浓厚的兴趣。