学习目标：了解k8s

---

学习内容：

1、简介：

Kubernetes是容器集群管理系统，是一个开源的平台，可以实现容器集群的自动化部署、自动扩缩容、维护等功能。

2、作用：

(1)、快速部署应用
(2)、快速扩展应用
(3)、无缝对接新的应用功能
(4)、节省资源，优化硬件资源的使用

3、优点

通过部署容器方式实现，每个容器之间互相隔离，每个容器有自己的文件系统 ，容器之间进程不会相互影响，能区分计算资源。相对于虚拟机，容器能快速部署，由于容器与底层设施、机器文件系统解耦的，所以它能在不同云、不同版本操作系统间进行迁移。

容器占用资源少、部署快，每个应用可以被打包成一个容器镜像，每个应用与容器间成一对一关系也使容器有更大优势，使用容器可以在build或release 的阶段，为应用创建容器镜像，因为每个应用不需要与其余的应用堆栈组合，也不依赖于生产环境基础结构，这使得从研发到测试、生产能提供一致环境。容器比虚机轻量、更“透明”。

4、组件

(1）pod

1）概念：

是Kubernetes创建或部署的最小/最简单的基本单位，一个Pod代表集群上正在运行的一个进程。

2）生命周期：

Pod 在其生命周期中只会被调度一次。
绑定：将 Pod 分配到特定节点的过程。
调度：选择使用哪个节点的过程。
一旦 Pod 被调度并绑定到某个节点，Kubernetes 会尝试在该节点上运行 Pod。Pod 会在该节点上运行，直到 Pod 停止或者被终止； 如果 Kubernetes 无法在选定的节点上启动 Pod（例如，如果节点在 Pod 启动前崩溃），那么特定的 Pod 将永远不会启动。

(2) Controller

可以创建和管理多个Pod，提供副本管理、滚动升级和集群级别的自愈能力。
例如，如果一个Node故障，Controller就能自动将该节点上的Pod调度到其他健康的Node上。

（3）Node

是Kubernetes中的工作节点，最开始被称为minion。一个Node可以是VM（虚拟机）或物理机。每个Node（节点）具有运行pod的一些必要服务，并由Master组件进行管理，Node节点上的服务包括Docker、kubelet和kube-proxy。

5、容器

（1）镜像

1）概念：

是容器运行的核心基础，本质上是一个包含应用程序代码、运行时环境、依赖库、配置文件和环境变量的不可变模板。容器则是镜像的运行实例，而 k8s 通过管理镜像来实现对容器的编排和调度。

2）组成结构：

一个标准的容器镜像由多层文件系统组成（基于 UnionFS 技术，层叠挂载），每层仅记录增量变化，最终合并为一个可读写的容器实例。典型结构包括：

a、基础镜像（Base Image）：

底层操作系统或运行时环境（如 ubuntu:22.04、alpine:3.18、openjdk:17-jre-slim），提供最基础的系统工具和库。

b、应用依赖层：

应用运行所需的中间件、库或框架（如 Python 的 pip 包、Node.js 的 npm 依赖）。

c、应用代码层：

业务代码、配置文件（如 Java 的 JAR 包、前端的静态资源）。

d、元数据层：

镜像的描述信息（如作者、构建时间、启动命令 CMD 或 ENTRYPOINT）。

示例：一个简单的 Node.js 应用镜像可能包含：alpine 基础镜像 → Node.js 运行时 → 应用依赖（package.json）→ 应用代码（app.js）→ 启动命令（node app.js）。

3）构建镜像

构建工具Docker、Buildah、Kaniko、Buildpacks

6、Docker

是一组平台即服务（PaaS）的产品。它基于操作系统层级的虚拟化技术，将软件与其依赖项打包为容器。托管容器的软件称为Docker引擎。