K8S 基本概念总结

一、Cluster、Master、Node
1，Cluster
Cluster（集群） 是计算、存储和网络资源的集合，Kubernetes 利用这些资源运行各种基于容器的应用。
最简单的 Cluster 可以只有一台主机（它既是 Mater 也是 Node）

2，Master
Master 是 Cluster 的大脑，它的主要职责是调度，即决定将应用放在哪里运行。
Master 运行在 Linux 操作系统，可以是物理机或者虚拟机。

3，Node
Node 的职责是运行容器应用。
Node 由 Master 管理，Node 负责监控并汇报容器的状态，并根据 Master 的要求管理容器的生命周期。
Node 运行在 Linux 操作系统，可以是物理机或者是虚拟机。

一个Pod总是在一个（Node）节点上运行，Node是Kubernetes中的工作节点，可以是虚拟机或物理机。每个Node由 Master管理，Node上可以有多个pod，Kubernetes Master会自动处理群集中Node的pod调度，同时Master的自动调度会考虑每个Node上的可用资源。

二、Pod
1，Pod
Pod 是 Kubernetes 的最小工作单元。

每个 Pod 包含一个或多个容器。Pod 中的容器会作为一个整体被 Master 调度到一个 Node 上运行。

Pod是一个逻辑概念，它是Kubernetes资源调度的单元，一般会把一组功能强相关的容器逻辑上称之为一个pod,Pod就是所说的实例。作为一个逻辑概念，pod本身没有资源，pod中的容器具有资源,创建pod，可以通过定义pod模块。

Pod是一组紧密关联的容器集合，它们共享PID、IPC、Network和UTS namespace，是Kubernetes调度的基本单位。

Pod的设计理念是支持多个容器在一个Pod中共享网络和文件系统，可以通过进程间通信和文件共享这种简单高效的方式组合完成服务。

创建Deployment时，Kubernetes会创建了一个Pod来托管应用。Pod是Kubernetes中一个抽象化概念，由一个或多个容器组合在一起得共享资源。Pod是独立运行的基本单位，包含一组容器和卷。同一个Pod里的容器共享同一个网络命名空间，可以使用localhost互相通信。Pod是短暂的，不是持续性实体。

当在Kubernetes上创建Deployment时，该Deployment将会创建具有容器的Pods（而不会直接创建容器），每个Pod将被绑定调度到Node节点上，并一直保持在那里直到被终止（根据配置策略）或删除。在节点出现故障的情况下，群集中的其他可用节点上将会调度之前相同的Pod。

pods生命周期：
状态              描述
Pending        容器尚未启动成功，它包括从pod被创建到调度、然后到拉镜像开始部署这个过程
Running        容器启动成功
Succeeded   容器退出，返回码是0，并且容器不会再被重新启动
Failed           容器异常退出
Unknown      状态未知，获取不到容器的状态，当出现异常时会有这种状态，例如pod所在的机器故障，或者pod所在的机器上Kubernetes的组件异常。


2，Kubernetes 引入 Pod 的两个目的
（1）可管理性
有些容器天生就是需要紧密联系，一起工作。Pod 提供了比容器更高层次的抽象，将它们封装到一个部署单元中。
Kubernetes 以 Pod 为最小单位进行调度、扩展、共享资源、管理生命周期。

（2）通信和资源共享
Pod 中的所有容器使用同一个网络 namespace，即相同的 IP 地址和 Port 空间。它们可以直接用 localhost 通信。
同样的，这些容器可以共享存储，当 Kubernetes 挂载 volume 到 Pod，本质上是将 volume 挂载到 Pod 中的每一个容器。

3，Pod 的两种使用方式
（1）运行单一容器
one-container-per-Pod 是 Kubernetes 最常见的模型，这种情况下，只是将单个容器简单封装成 Pod。
即便是只有一个容器，Kubernetes 管理的也是 Pod 而不是直接管理容器。

（2）运行多个容器
对于那些联系非常紧密，而且需要直接共享资源的容器，应该放在一个 Pod 中。
比如下面这个 Pod 包含两个容器：一个 File Puller，一个是 Web Server。File Puller 会定期从外部的 Content Manager 中拉取最新的文件，将其存放在共享的 volume 中。Web Server 从 volume 读取文件，响应 Consumer 的请求。这两个容器是紧密协作的，它们一起为 Consumer 提供最新的数据；同时它们也通过 volume 共享数据。所以放到一个 Pod 是合适的。


三、Controller
1，基本介绍
Kubernetes 通常不会直接创建 Pod，而是通过 Controller 来管理 Pod 的。Controller 中定义了 Pod 的部署特性，比如有几个副本，在什么样的 Node 上运行等。为了满足不同的业务场景，Kubernetes 提供了多种 Controller，包括 Deployment、ReplicaSet、DaemonSet、StatefuleSet、Job 等。

2，各个 Controller 介绍
（1）Deployment
Deployment 是最常用的 Controller，比如我们可以通过创建 Deployment 来部署应用的。
Deployment 可以管理 Pod 的多个副本，并确保 Pod 按照期望的状态运行。

Deployment负责创建和更新应用，当创建Deployment后，Kubernetes master 会将Deployment创建好的应用实例调度到集群中的各个节点。

应用实例创建完成后，Kubernetes Deployment Controller会持续监视这些实例。如果管理实例的节点被关闭或删除，那么 Deployment Controller将会替换它们，实现自我修复能力。

Deployment用于管理Pod、ReplicaSet，可实现滚动升级和回滚应用、扩容和缩容。

Deployment在继承Pod 和 Replicaset的所有特性的同时, 它可以实现对template模板进行实时滚动更新并具备我们线上的Application life circle的特性.

（2）ReplicaSet
ReplicaSet 实现了 Pod 的多副本管理。
使用 Deployment 时会自动创建 ReplicaSet，也就是说 Deployment 是通过 ReplicaSet 来管理 Pod 的多个副本，我们通常不需要直接使用 ReplicaSet。

（3）DaemonSet
DaemonSet 用于每个 Node 最多只运行一个 Pod 副本的场景。正如其名称所揭示的，DaemonSet 通常用于运行 daemon。

（4）StatefuleSet
StatefuleSet 能够保证 Pod 的每个副本在整个生命周期中名称是不变的。而其他 Controller 不提供这个功能，
当某个 Pod 发生故障需要删除并重新启动时，Pod 的名称会发生变化。同时 StatefuleSet 会保证副本按照固定的顺序启动、更新或者删除。

（5）Job
Job 用于运行结束就删除的应用。而其他 Controller 中的 Pod 通常是长期持续运行。

四、Service、Namespace
1，Service
Deployment 可以部署多个副本，每个 Pod 都有自己的 IP。而 Pod 很可能会被频繁地销毁和重启，它们的 IP 会发生变化，用 IP 来访问 Deployment 副本不太现实。
Service 定义了外界访问一组特定 Pod 的方式。Service 有自己的 IP 和端口，Service 为 Pod 提供了负载均衡。

事实上，Pod是有生命周期的。当一个工作节点(Node)销毁时，节点上运行的Pod也会销毁，然后通过ReplicationController动态创建新的Pods来保持应用的运行。

Kubernetes中的Service 是一个抽象的概念，它定义了Pod的逻辑分组和一种可以访问它们的策略，让你的这组Pods能被Service访问。借助Service，可以方便的实现服务发现与负载均衡。

Service定义了一个服务的访问入口地址，前端的应用通过这个入口地址访问其背后的一组由Pod副本组成的集群实例，来自外部的访问请求被负载均衡到后端的各个容器应用上。

Service与其后端Pod副本集群之间则是通过Label Selector实现关联。

前端请求不是直接发送给Pod，而是发送到Service，Service再将请求转发给pod。

service是pod的路由代理抽象，用于解决pod之间的服务发现问题，即上下游pod之间使用的问题。传统部署方式中，实例所在的主机ip（或者dns名字）一般是不会改变的，但是pod的运行状态可动态变化(比如容器重启、切换机器了、缩容过程中被终止了等)，所以访问端不能以写死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。

2，Namespace
（1）Namespace 可以将一个物理的 Cluster 逻辑上划分成多个虚拟 Cluster，每个 Cluster 就是一个 Namespace。不同 Namespace 里的资源是完全隔离的。

（2）Kubernetes 默认创建了两个 Namespace：
default：创建资源时如果不指定，将被放到这个 Namespace 中。
kube-system：Kubernetes 自己创建的系统资源将放到这个 Namespace 中。


总结一下：
Pod被ReplicaSet管理，ReplicaSet控制pod的数量

ReplicaSet被Deployment管理，Deployment控制pod应用的升级、回滚，当然也能控制pod的数量

Service提供一个统一固定入口，负责将前端请求转发给Pod