《基于Kubernetes的容器云平台实战》_了解最新技术前沿_6.4 Kubernetes 核心概念

【摘要】 本书摘自《基于Kubernetes的容器云平台实战》一书中第6章，第4节，由陆平、左奇、付光和张晗等编著。

6.4 Kubernetes 核心概念

与其他技术一样，Kubernetes 也会采用一些专用词汇，这可能会对初学者理解和掌握 这项技术造成一定的障碍。本节将就一些较常用的术语进行说明，以帮助读者快速理解 Kubernetes的基本概念。

1.Pod

Kubernetes的基本调度单元称为 “Pod”, 一个Pod 包含一个或多个容器，这样可以保 证同一个Pod 内的容器运行在同一个宿主机上，并且可以共享资源，这些容器使用相同的 网络命名空间、 IP 地址和端口。 Kubernetes中的每个 Pod 都被分配一个唯一的IP地址，这 样就可以允许应用程序使用端口而不会有冲突的风险。另外，同一个Pod 的容器还可共享 一块存储卷空间，可以定义一个卷，如本地磁盘目录或网络磁盘。在Kubernetes中创建、 调度和管理的最小单位是Pod, 而不是Docker 容器。用户可以通过Kubernetes API手动管 理Pod, 也可以委托给控制器来管理 Pod。

2.Replication Controller

Replication Controller用于管理、控制 Pod 的副本数，用于解决Pod 的扩容、缩容问 题。通常，分布式应用为了性能或高可用性的考虑，需要复制多份资源，并且根据负载 情况实现动态伸缩。通过Replication Controller, 我们可以指定一个应用需要几份副本， Kubernetes将为每份副本创建一个Pod, 并且保证实际运行Pod 数量总是与该副本数量相 等。如果少于指定数量的Pod 副本， Replication Controller 会重新启动新的Pod 副本，反之 会“杀死”多余的副本以保证数量不变。

3. Service

Service是真实应用服务的抽象，定义了Pod 的逻辑集合和访问这个集合的策略。 Service是一组协同工作的Pod, 就像多层架构应用中的一层，是Pod 的路由代理抽象，用 于解决Pod 之间的服务发现问题。因为Pod 的运行状态可动态变化(比如， Pod 迁移到其他 机器或者在缩容过程中被终止等),所以访问端不能以固定IP 的方式去访问该Pod 提供的服 务。Service的引入旨在保证Pod 的动态变化对访问端透明，访问端只需要知道 Service的 地址，由Service来提供代理。构成服务的Pod 组通过Label选择器来定义。 Kubernetes 通 过给服务分配静态IP 地址和域名来提供服务发现机制，并且以轮询调度的方式将流量负载 均衡到能与选择器匹配的Pod 的 IP地址的网络连接上(即使是故障导致Pod 从一台机器移 动到另一台机器)。默认情况下， 一个服务会暴露在集群中(例如，多个后端 Pod 可能被分 组成一个服务，前端Pod 的请求在它们之间负载均衡);但是， 一个服务也可以暴露在集群 外部(例如，从客户端访问前端 Pod)。

4.Label 及 Label Selector

Kubernetes将称为 “Label” 的键-值对附加到系统中的任何API 对象上，如Pod、 Service、Replication Controller等。实际上， Kubernetes中的任意API 对象都可以通过 Label进行标识。每个API 对象可以有多个Label, 但每个Label的 Key 只能是唯一值。相 应地， Lable Selector则是针对匹配对象的标签来进行的查询。 Label和 Label Selector 是 Kubernetes中的主要分组机制，用于确定操作适用的组件。例如，如果应用程序的 Pod 具 有系统的标签 tier(例如，"front-end”、"back-end")和一个release track(例如，"canary"、 “production”), 那么对所有back-end和 canary节点的操作可以使用如下所示的Label Selector:tier=back-end AND release track=canary。

5.Node

Node 也称为Worker或 Minion节点，是主从分布式集群架构的计算单元，是分配给 Pod并运行Pod 的宿主机。 Kubernetes集群中的每个计算节点都必须运行Docker引擎以及 下面提到的组件，以便与这些容器的网络配置进行通信。每个Node 节点主要由三个模块组 成：kubelet、kube-proxy、runtime。

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