降本提效，是创新开发的永恒话题。过去10年中，开发者纷纷拥抱容器技术以提高部署效率，降低运维负担。随着像 Docker 这类容器引擎使用量的不断增长，作为 Docker 管理系统的 Kubernetes（简称 K8s）顺势而出，帮助开发者构建并简化复杂的容器编排工作。

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一、Kubernetes 基本概念

Kubernetes 是一个于2014年开源的容器编排系统，用于在云中扩展容器化应用程序。它可以管理容器的生命周期，根据应用程序需求创建和销毁容器，并提供了许多其他功能。Kubernetes 的兴起标志着应用程序开发和部署方式的转变。

二、为什么选择 Kubernetes

究竟是什么让 Kubernetes快速成为运行云原生应用程序的新兴行业标准工具呢？从开发者视角来看，本地上云过程中，不可避免需要跨越不同机型、网络和环境来协调资源，这就更需要确保容器化应用程序的高可用性和可扩展性。

作为可移植、可扩展的开源平台，Kubernetes 帮助容器化应用程序的开发人员开发更可靠的基础架构，来快速响应高峰流量或重启失败等关键事件，并通过创建可扩展的容器组或 Pod 来优化云基础设施的容器编排部署和管理，为基础设施提供自动化修复能力。

三、管理器、节点和控制平面

为保障集群稳态运行，Kubernetes设置了用以运行和维护集群的基本组件——管理器、节点和控制平面。

• 管理器：Kubernetes 管理器通常是一个单独的服务器，它通过指示节点运行应用程序实例的数量和位置来对集群进行运维。
• 节点：Kubernetes 节点是运行应用程序的工作服务器，用户可以创建并确定节点的数量；每个节点还会运行 kubelet 和 kube-proxy 2个节点组件。
• 控制平面：控制平面负责对集群做出全局决策的驱动功能，由 kube-apiserver、kube-controller-manager、kube-scheduler 和 etcd 组件共同构成。

Kubernetes 控制平面组件

四、理解 Kubernetes 对象

在Kubernetes 中，对象代表Kubernetes 系统所需的持久化实体，借此可展示出整个集群的状态。Kubernetes API 可通过 Pod、Services、Volumes 和 Namespaces 这4个基本对象描述正在运行的容器化应用程序、运行节点、可用资源等。这些资源可通过对象清单的方式来定义。

Pod.yaml 文件示例

如上所示，对象清单由4个必要部分组成，分别是使用的 API 版本、想要定义的资源类型、关于资源的元数据、用户期望的对象状态。

五、理解 Kubernetes 控制器

Kubernetes 通过设置控制器来监控集群的公共状态，以实现由当前状态向期望状态调节的自动化过程。Kubernetes 常见控制器主要包括ReplicaSet、Deployments 和 Jobs。

• ReplicaSet：ReplicaSet 是负责保持给定数量副本 Pod 可用性的控制器。
• Deployments：Deployments 能为 Pod 提供声明式更新以及其他功能，正在取代 ReplicaSet。
• Jobs：Jobs 是支持批处理的控制器，它会创建单个或多个 Pod，并保持自动化执行。

六、理解 Kubernetes 网络系统

Kubernetes 集群网络系统能简化将现有应用程序从 VM 移植到容器和 Pod 的过程。Kubernetes 网络模型的基本要求如下：

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