【k8s理论】Kubernetes（简称 K8s）是一个开源的容器编排平台，用于自动化部署、扩展和管理容器化应用。它由 Google 开发，并捐赠给 Cloud Native Computing Foundation（CNCF）。K8s 的核心目标是简化容器化应用的生命周期管理，提高系统的可用性、可扩展性和灵活性。
一、K8s 核心概念总结
| 概念 | 描述 |
| Pod | 最小的部署单元，包含一个或多个共享资源的容器。 |
| Node | 运行 Pod 的工作节点，可以是物理机或虚拟机。 |
| Cluster | 由多个 Node 组成的集群，K8s 管理这些 Node 上的资源。 |
| Deployment | 定义应用的副本数和更新策略，用于管理 Pod 的生命周期。 |
| Service | 提供稳定的网络端点，用于访问 Pod 或一组 Pod。 |
| ConfigMap / Secret | 存储配置数据或敏感信息，供容器使用。 |
| Volume | 提供持久化存储，支持多种存储后端。 |
| Namespace | 逻辑隔离资源，便于多团队或多项目共享同一集群。 |
二、K8s 基本架构
K8s 的架构分为控制平面（Control Plane）和工作节点（Worker Node）两部分：
控制平面组件：
| 组件 | 功能 |
| API Server | 提供 RESTful 接口，是集群的入口。 |
| etcd | 分布式键值存储，保存集群的所有状态信息。 |
| Controller Manager | 管理各种控制器，如 ReplicaSet、Deployment 等。 |
| Scheduler | 将 Pod 分配到合适的 Node 上运行。 |
工作节点组件：
| 组件 | 功能 |
| kubelet | 与 API Server 通信，确保 Pod 在 Node 上运行。 |
| kube-proxy | 管理网络规则，实现 Service 的负载均衡。 |
| Container Runtime | 如 Docker 或 containerd，负责运行容器。 |
三、K8s 的主要功能
| 功能 | 说明 |
| 自动部署 | 支持滚动更新、回滚等操作，提升部署效率。 |
| 自动扩缩容 | 根据负载动态调整应用实例数量。 |
| 自我修复 | 自动重启失败的容器、替换异常的节点。 |
| 服务发现与负载均衡 | 通过 Service 实现服务的自动发现和流量分发。 |
| 存储管理 | 支持多种存储类型，包括本地存储、云存储等。 |
| 配置管理 | 使用 ConfigMap 和 Secret 管理应用配置。 |
四、K8s 的优势
- 跨平台：支持多种操作系统和云平台。
- 弹性伸缩：根据需求自动调整资源。
- 高可用性：通过多副本机制保证服务不中断。
- 易集成：可与 CI/CD 工具链无缝集成。
- 社区活跃：拥有庞大的开发者和用户社区。
五、K8s 的挑战
| 挑战 | 说明 |
| 学习曲线陡峭 | 需要掌握大量概念和命令。 |
| 运维复杂 | 集群维护、监控、日志分析等任务繁重。 |
| 资源消耗大 | 对计算和内存有一定要求。 |
| 安全风险 | 需要合理配置权限和网络策略。 |
六、总结
Kubernetes 是现代云原生应用的核心技术之一，其强大的调度能力、自动化管理和灵活的扩展性使其成为企业级容器编排的首选。尽管在使用过程中会遇到一些挑战，但随着生态的不断完善和技术的成熟，K8s 正在逐步成为构建和管理大规模分布式系统的重要工具。
