Kubernetes 的電梯間演講
Kubernetes 是一個 面向應用 的容器集群部署、管理及編排系統，旨在為最終用戶屏蔽物理/虛擬計算、網絡、存儲基礎設施的複雜度，關注以應用為核心、以容器為原語的自動化運營平臺。
Kubernetes 具備完善的集群管理能力，包括多層次的安全認證和准入機制、多租戶應用支撐能力、透明的服務註冊和服務發現機制、內建負載均衡器、故障發現和自我修復能力、服務滾動升級和在線擴容、可擴展的資源自動調度機制、多粒度的資源配額管理能力。 Kubernetes 還提供完善的管理工具，涵蓋開發、部署測試、運維監控等各個環節。
Kubernetes 的核心層級對象
Cluster： 是一個被 k8s 協調的高可用集群，作為 k8s 集群的根操作對象，將多臺計算節點（Master/Node）連接成一個工作整體，是計算、存儲和網絡資源的集合。
Master：下屬於 Cluster，充當集群中的中央控制角色，負責管理、協調集群中的所有活動（e.g. scheduler app、維護 app 狀態機、 彈性擴展 apps、發佈 app 更新 etc.）。
Node：下屬於 Cluster，作為集群中的 Worker，受 Master 指使。是 Containers 及其 runtime 引擎的允許載體。
Pod： 是一個抽象而統一的概念，屏蔽底層異構 Container Runtime 技術實現。k8s 的最小工作單元，是 Containers 的 “Container”。
Container：下屬於 Pod，是真正意義上的、常規的容器。
NOTE：為什麼要引入 Pod 邏輯對象？
可管理性：有些容器天生就是需要緊密聯繫，一起工作的。例如：微服務中的 Side Car 模式，Pod 中的一個 ContainerA 提供業務，另一個 ContainerB 專門負責對 ContainerA 進行收集、監控日誌和流量信息；又例如：ContainerA 作為 File Puller 定期從外部拉取最新的文件，將其存放到共享 Volume 中，ContainerB 作為 Web Server 直接從 Volume 讀取文件，兩個 Containers 緊密合作；Pod 將 Containers 封裝到一個部署單元中，k8s 以 Pod 為最小單位進行調度、擴展、資源分配、管理生命週期。
通信和資源共享：Pod 中的所有 Containers 使用同一個 network namespace，即 Containers 具有相同的 IP 地址和 Port 空間，它們互相之間可以直接用 localhost 進行通信。同樣的，這些容器也會共享存儲，當 k8s 掛載 Volume 到 Pod，本質上是將 Volume 掛載到 Pod 中的每一個 Container。
簡單的理解， 是不是有點類似與進程和線程的關係？
Kubernetes 的組件架構
Kubernetes 是典型的中控分佈式架構（Central control distributed architecture），下面分別列舉 Master、Node 的組件。
Master：
etcd：提供高可用性、嚴格數據一致性的非關係型數據庫，具有共享配置、服務發現、分佈式等特點。常被用於構建服務發現系統。
API Server：統一且唯一的 Cluster 北向訪問接口，依靠 CA 認證體系提供身份認證、授權、鑑權等訪問控制功能，統稱 3A（Authentication、Authorization、Admission），是 Kubernets Security Mechanism 的門神。
Controller Manager：中央控制管理器，Cluster 的核心管理模塊，負責整個 Cluster 的 “運”（e.g. 故障檢測、彈性擴展、滾動更新，etc.）
Scheduler：資源調度器，按照預設的策略將 Pod 調度到目的（最佳）Node 上啟動。
Node：
kubelet：維護 Container 的生命週期，同時也負責存儲（CSI）和網絡（CNI）的管理。
kube-proxy：為 Service 提供 Cluster 內部的服務發現和負載均衡功能。
Container runtime：負責鏡像管理以及 Pod 和 Container 的運行（CRI）。
Kubernetes 的組件通信協議/接口
Kubernetes 的分層架構
Kubernetes 的術語詞典
Controller：Pod 的控制器，k8s 提供了多種控制器來對 Pod 進行管理，包括 Deployment、ReplicaSet、DaemonSet、StatefuleSet、Job 等，以滿足不同的業務需求。
Deployment：負責 Pod 的部署，並維護部署拓撲（e.g. 創建、監控、自修復 Pod），保證 Pod 按照期望的狀態運行。
ReplicaSet：負責 Pod 的多副本管理，使用 Deployment 的同時會自動創建 ReplicaSet，也就是說 Deployment 實際是通過 ReplicaSet 來管理 Pod 多副本的，通常不需要直接使用 ReplicaSet。
DaemonSet：用於每個 Nodes 都運行且只運行一個 Pod 副本的場景。通常用於運行 daemon 服務進程。
StatefuleSet：保證 Pod 的所有副本的名稱在其整個生命週期中是不變的。一般的，當 Pod 因為故障需要刪除並重新啟動時，它的名稱是會發生變化的。StatefuleSet 還可以保證 Pod 的副本按照固定的順序啟動、更新或者刪除。
Job：特殊的任務控制器，用於 App 運行結束就可以立即刪除 Pod 的場景。
Service：用於定義外界訪問一組特定 Pod 的方式。是一個北向提供外部訪問方式（e.g. ClusterIP、NodePort、LoadBalancer），南向通過 Label 和 Selectors 來匹配 Pods 的 邏輯對象，還可以為 Pods 提供了負載均衡。
Namespace：k8s 實現多租戶的方式，將一個物理 Cluster 從邏輯上劃分成多個虛擬 Cluster，每個虛擬 Cluster 就是一個 Namespace，不同 Namespace 間的資源完全隔離。
default Namespace：默認的 Namespace，如果創建任意資源時 不特別指定，就會將資源放到這個 namespace 下。
kube-system Namespace：k8s 自己創建的系統資源將放到這個 namespace 下。
最後
一圖抵萬語，上文圖源均來自互聯網。實話說，並沒有找到一張筆者滿意的架構圖，還是找個時間自己畫一畫吧。但依舊感謝這些圖的原創作者們的貢獻。
回到主題，Kubernets 的架構和整個部署的複雜度相較於 OpenStack 要更低，從這個角度來看好像的確為企業用戶的運維成本省了不少。當然筆者對 k8s 也只是初學，做不得準。但可以肯定的是，k8s 的核心精髓在於 編排 二字，這是由 Container 的基因決定的。將 Container 當作 VM 來使用，那就是一個天大的誤解了。所以每每看見市場上哪些為容器而容器，毫無編排特徵的產品，筆者實在是難免感慨。
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