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Kubernetes作为一个完备的分布式系统支撑平台,其主要优势:
容器编排
轻量级
开源
弹性伸缩
负载均衡
Kubernetes常见场景:
快速部署应用
快速扩展应用
无缝对接新的应用功能
节省资源,优化硬件资源的使用
Kubernetes相关特点:
可移植:支持公有云、私有云、混合云、多重云(multi-cloud)。
可扩展: 模块化,、插件化、可挂载、可组合。
自动化: 自动部署、自动重启、自动复制、自动伸缩/扩展。
K8s中对于pod资源对象的健康状态检测,提供了三类probe(探针)来执行对pod的健康监测:
1)livenessProbe探针
可以根据用户自定义规则来判定pod是否健康,如果livenessProbe探针探测到容器不健康,则kubelet会根据其重启策略来决定是否重启,如果一个容器不包含livenessProbe探针,则kubelet会认为容器的livenessProbe探针的返回值永远成功。
2)ReadinessProbe探针
同样是可以根据用户自定义规则来判断pod是否健康,如果探测失败,控制器会将此pod从对应service的endpoint列表中移除,从此不再将任何请求调度到此Pod上,直到下次探测成功。
3)startupProbe探针
启动检查机制,应用一些启动缓慢的业务,避免业务长时间启动而被上面两类探针kill掉,这个问题也可以换另一种方式解决,就是定义上面两类探针机制时,初始化时间定义的长一些即可。
每种探测方法能支持以下几个相同的检查参数,用于设置控制检查时间:
initialDelaySeconds:初始第一次探测间隔,用于应用启动的时间,防止应用还没启动而健康检查失败
periodSeconds:检查间隔,多久执行probe检查,默认为10s;
timeoutSeconds:检查超时时长,探测应用timeout后为失败;
successThreshold:成功探测阈值,表示探测多少次为健康正常,默认探测1次。
上面两种探针都支持以下三种探测方法:
1)Exec:通过执行命令的方式来检查服务是否正常,比如使用cat命令查看pod中的某个重要配置文件是否存在,若存在,则表示pod健康。反之异常。
Exec探测方式的yaml文件语法如下:
spec:
containers:
- name: liveness
image: k8s.gcr.io/busybox
args:
- /bin/sh
- -c
- touch /tmp/healthy; sleep 30; rm -rf /tmp/healthy; sleep 600
livenessProbe: #选择livenessProbe的探测机制
exec: #执行以下命令
command:
- cat
- /tmp/healthy
initialDelaySeconds: 5 #在容器运行五秒后开始探测
periodSeconds: 5 #每次探测的时间间隔为5秒
在上面的配置文件中,探测机制为在容器运行5秒后,每隔五秒探测一次,如果cat命令返回的值为“0”,则表示健康,如果为非0,则表示异常。
2)Httpget:通过发送http/htps请求检查服务是否正常,返回的状态码为200-399则表示容器健康(注http get类似于命令curl -I)。
Httpget探测方式的yaml文件语法如下:
spec:
containers:
- name: liveness
image: k8s.gcr.io/liveness
livenessProbe: #采用livenessProbe机制探测
httpGet: #采用httpget的方式
scheme:HTTP #指定协议,也支持https
path: /healthz #检测是否可以访问到网页根目录下的healthz网页文件
port: 8080 #监听端口是8080
initialDelaySeconds: 3 #容器运行3秒后开始探测
periodSeconds: 3 #探测频率为3秒
上述配置文件中,探测方式为项容器发送HTTP GET请求,请求的是8080端口下的healthz文件,返回任何大于或等于200且小于400的状态码表示成功。任何其他代码表示异常。
3)tcpSocket:通过容器的IP和Port执行TCP检查,如果能够建立TCP连接,则表明容器健康,这种方式与HTTPget的探测机制有些类似,tcpsocket健康检查适用于TCP业务。
tcpSocket探测方式的yaml文件语法如下:
spec:
containers:
- name: goproxy
image: k8s.gcr.io/goproxy:0.1
ports:
- containerPort: 8080
#这里两种探测机制都用上了,都是为了和容器的8080端口建立TCP连接
readinessProbe:
tcpSocket:
port: 8080
initialDelaySeconds: 5
periodSeconds: 10
livenessProbe:
tcpSocket:
port: 8080
initialDelaySeconds: 15
periodSeconds: 20
在上述的yaml配置文件中,两类探针都使用了,在容器启动5秒后,kubelet将发送第一个readinessProbe探针,这将连接容器的8080端口,如果探测成功,则该pod为健康,十秒后,kubelet将进行第二次连接。
除了readinessProbe探针外,在容器启动15秒后,kubelet将发送第一个livenessProbe探针,仍然尝试连接容器的8080端口,如果连接失败,则重启容器。
探针探测的结果无外乎以下三者之一:
Success:Container通过了检查;
Failure:Container没有通过检查;
Unknown:没有执行检查,因此不采取任何措施(通常是我们没有定义探针检测,默认为成功)。
Kubectl是一个平台,可以使用该平台将命令传递给集群。因此,它基本上为CLI提供了针对Kubernetes集群运行命令的方法,以及创建和管理Kubernetes组件的各种方法。
init container的运行方式与应用容器不同,它们必须先于应用容器执行完成,当设置了多个init container时,将按顺序逐个运行,并且只有前一个init container运行成功后才能运行后一个init container。当所有init container都成功运行后,Kubernetes才会初始化Pod的各种信息,并开始创建和运行应用容器。
Kubernetes集群联邦可以将多个Kubernetes集群作为一个集群进行管理。因此,可以在一个数据中心/云中创建多个Kubernetes集群,并使用集群联邦在一个地方控制/管理所有集群。
Flannel可以用于Kubernetes底层网络的实现,主要作用包括:
Flannel能协助Kubernetes,给每一个Node上的Docker容器都分配互相不冲突的IP地址。
Flannel能在这些IP地址之间建立一个覆盖网络(Overlay Network),通过这个覆盖网络,将数据包原封不动地传递到目标容器内。
iptables与IPVS都是基于Netfilter实现的,但因为定位不同,二者有着本质的差别:iptables是为防火墙而设计的;IPVS则专门用于高性能负载均衡,并使用更高效的数据结构(Hash表),允许几乎无限的规模扩张。
与iptables相比,IPVS拥有以下明显优势:
为大型集群提供了更好的可扩展性和性能;
支持比iptables更复杂的复制均衡算法(最小负载、最少连接、加权等);
支持服务器健康检查和连接重试等功能;
可以动态修改ipset的集合,即使iptables的规则正在使用这个集合。
Pod是最基本的Kubernetes对象。Pod由一组在集群中运行的容器组成。 最常见的是,一个pod运行一个主容器。
对Pod的健康检查可以通过两类探针来检查:LivenessProbe和ReadinessProbe。
LivenessProbe探针:用于判断容器是否存活(running状态),如果LivenessProbe探针探测到容器不健康,则kubelet将杀掉该容器,并根据容器的重启策略做相应处理。若一个容器不包含LivenessProbe探针,kubelet认为该容器的LivenessProbe探针返回值用于是“Success”。
ReadineeProbe探针:用于判断容器是否启动完成(ready状态)。如果ReadinessProbe探针探测到失败,则Pod的状态将被修改。Endpoint Controller将从Service的Endpoint中删除包含该容器所在Pod的Eenpoint。
startupProbe探针:启动检查机制,应用一些启动缓慢的业务,避免业务长时间启动而被上面两类探针kill掉。
Kubernetes Scheduler是负责Pod调度的重要功能模块,Kubernetes Scheduler在整个系统中承担了“承上启下”的重要功能,“承上”是指它负责接收Controller Manager创建的新Pod,为其调度至目标Node;“启下”是指调度完成后,目标Node上的kubelet服务进程接管后继工作,负责Pod接下来生命周期。
Kubernetes Scheduler的作用是将待调度的Pod(API新创建的Pod、Controller Manager为补足副本而创建的Pod等)按照特定的调度算法和调度策略绑定(Binding)到集群中某个合适的Node上,并将绑定信息写入etcd中。
在整个调度过程中涉及三个对象,分别是待调度Pod列表、可用Node列表,以及调度算法和策略。
Kubernetes Scheduler通过调度算法调度为待调度Pod列表中的每个Pod从Node列表中选择一个最适合的Node来实现Pod的调度。随后,目标节点上的kubelet通过API Server监听到Kubernetes Scheduler产生的Pod绑定事件,然后获取对应的Pod清单,下载Image镜像并启动容器。
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