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深入剖析Kubenetes学习笔记01

容器，只是一种特殊的进程

一个“容器”，实际上是一个由 Linux Namespace、Linux Cgroups 和 rootfs 三种技术构建出来的进程的隔离环境。
  • 虚拟机是在宿主机中安装并运行一个新的操作系统；Docker只是在宿主机创建进程时加上了Namespace参数
  • Docker默认启用的Namespace：PID,UTS,network,user,mount,IPC,cgroup
  • 容器是一个单进程模型，在一个容器中不能同时运行两个不同的应用。
  • 单进程的意思不是只能运行一个进程，而是只有一个进程是docker可控的
隔离与限制
  • 在Linux内核中，有很多资源和对象是不能Namespace化的，比如时间。
  • Linux Cgroups（Linux Control Group）是Linux内核中用来为进程设置资源限制的一个重要功能，主要作用是限制一个进程组能够使用的的资源上限，包括CPU、内存、磁盘、网络带宽等。
  • Cgroups还能对进程进行优先级设置、审计，以及进程挂起恢复。
  • Cgroups以文件和路径的方式组织在/sys/fs/cgroup 路径下，下面的子目录如cpu、memory也叫子系统。
深入理解容器镜像 Mount Namespace
  • Mount Namespace修改的，是容器进程对文件系统“挂载点”的认知。
  • Mount Namespace 跟其他 Namespace 的使用略有不同的地方：它对容器进程视图的改变，一定是伴随着挂载操作（mount）才能生效。
rootfs 根文件系统
  • rootfs是挂载在容器根目录上、用来为容器进程提供隔离后执行环境的文件系统，也就是所谓的“容器镜像”。
  • rootfs 只是一个操作系统所包含的文件、配置和目录，并不包括操作系统内核。
  • 同一台机器上的所有容器，都共享宿主机操作系统的内核。
  • 容器的 rootfs 由只读层，可读写层，Init 层组成
UnionFS (Union File System) 联合文件系统
  • Docker 在镜像的设计中，引入了层（layer）的概念。也就是说，用户制作镜像的每一步操作，都会生成一个层，也就是一个增量 rootfs。
  • Docker 镜像使用的 rootfs，往往由多个“层”组成。
  • 每一层都是 Ubuntu 操作系统文件与目录的一部分；而在使用镜像时，Docker 会把这些增量联合挂载在一个统一的挂载点上（等价于前面例子里的“/C”目录）
Kubernetes的本质 镜像和容器
  1. 一组联合挂载在 /var/lib/docker/aufs/mnt 上的 rootfs，这一部分我们称为“容器镜像”（Container Image），是容器的静态视图；
  2. 一个由 Namespace+Cgroups 构成的隔离环境，这一部分我们称为“容器运行时”（Container Runtime），是容器的动态视图。
Kubernetes解决的问题
  1. 在一个给定的集群上运行应用。
  2. 路由网关、水平扩展、监控、备份、灾难恢复等一系列运维能力。
Kubernetes项目架构
【深入剖析Kubenetes学习笔记01】深入剖析Kubenetes学习笔记01
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控制节点（Master节点）
  • kube-apiserver 负责API服务
  • kube-scheduler 负责调度
  • kube-controller-manager 负责容器编排
整个集群的持久化数据，由kube-apiserver处理后保存在Etcd中
计算节点（Node节点）
  • kubelet 同容器运行时打交道（比如Docker项目）
  • CRI(Container Runtime Interface)：定义容器运行时核心参数的远程调用接口。
  • CNI(Container Networking Interface)：容器网络插件
  • CSI(Container Storage Interface)：容器存储插件
  • Device Plugin：管理宿主物理设备的组件
Kubenetes的设计思想
  • 从更宏观的角度，以统一的方式来定义任务之间的各种关系，并且为将来支持更多种类的关系留有余地。
  • “声明式 API”。这种 API 对应的“编排对象”和“服务对象”，都是 Kubernetes 项目中的 API 对象（API Object）
Pod
  • Pod 是 Kubernetes 项目中最基础的一个对象。
  • 划分规则：需要非常频繁的交互和访问，或直接通过本地文件进行信息交换的应用。
  • Pod 里的容器共享同一个 Network Namespace、同一组数据卷
Service
  • Service 服务的主要作用，就是作为 Pod 的代理入口（Portal），从而代替 Pod 对外暴露一个固定的网络地址。
  • Service 后端真正代理的 Pod 的 IP 地址、端口等信息的自动更新、维护，则是 Kubernetes 项目的职责。
其他
  • Secret：保存在etcd里的键值对数据，Web应用Pod启动时挂载到容器里，通过Secret访问数据库。
  • Job：一次性运行的 Pod（比如，大数据任务）
  • DaemonSet：每个宿主机上必须且只能运行一个副本的守护进程服务
  • CronJob：定时任务

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