Kubernetes是什么
Kubernetes是一个轻便的和可扩展的开源平台，用于管理容器化应用和服务。通过Kubernetes能够进行应用的自动化部署和扩缩容。在Kubernetes中，会将组成应用的容器组合成一个逻辑单元以更易管理和发现。Kubernetes积累了作为Google生产环境运行工作负载15年的经验，并吸收了来自于社区的最佳想法和实践。Kubernetes经过这几年的快速发展，形成了一个大的生态环境，Google在2014年将Kubernetes作为开源项目。Kubernetes的关键特性包括：
- 自动化装箱：在不牺牲可用性的条件下，基于容器对资源的要求和约束自动部署容器。同时，为了提高利用率和节省更多资源，将关键和最佳工作量结合在一起。
- 自愈能力：当容器失败时，会对容器进行重启；当所部署的Node节点有问题时，会对容器进行重新部署和重新调度；当容器未通过监控检查时，会关闭此容器；直到容器正常运行时，才会对外提供服务。
- 水平扩容：通过简单的命令、用户界面或基于CPU的使用情况，能够对应用进行扩容和缩容。
- 服务发现和负载均衡：开发者不需要使用额外的服务发现机制，就能够基于Kubernetes进行服务发现和负载均衡。
- 自动发布和回滚：Kubernetes能够程序化的发布应用和相关的配置。如果发布有问题，Kubernetes将能够回归发生的变更。
- 保密和配置管理：在不需要重新构建镜像的情况下，可以部署和更新保密和应用配置。
- 存储编排：自动挂接存储系统，这些存储系统可以来自于本地、公共云提供商（例如：GCP和AWS）、网络存储(例如：NFS、iSCSI、Gluster、Ceph、Cinder和Floker等)。
Kubernetes的整体架构
Kubernetes属于主从分布式架构，主要由Master Node和Worker Node组成，以及包括客户端命令行工具kubectl和其它附加项。
- Master Node：作为控制节点，对集群进行调度管理；Master Node由API Server、Scheduler、Cluster State Store和Controller-Manger Server所组成；
- Worker Node：作为真正的工作节点，运行业务应用的容器；Worker Node包含kubelet、kube proxy和Container Runtime；
- kubectl：用于通过命令行与API Server进行交互，而对Kubernetes进行操作，实现在集群中进行各种资源的增删改查等操作；
- Add-on：是对Kubernetes核心功能的扩展，例如增加网络和网络策略等能力。
Master Node（主节点）
API Server（API服务器）
API Server主要用来处理REST的操作，确保它们生效，并执行相关业务逻辑，以及更新etcd（或者其他存储）中的相关对象。API Server是所有REST命令的入口，它的相关结果状态将被保存在etcd（或其他存储）中。API Server的基本功能包括：
- REST语义，监控，持久化和一致性保证，API 版本控制，放弃和生效
- 内置准入控制语义，同步准入控制钩子，以及异步资源初始化
- API注册和发现
另外，API Server也作为集群的网关。默认情况，客户端通过API Server对集群进行访问，客户端需要通过认证，并使用API Server作为访问Node和Pod（以及service）的堡垒和代理/通道。
Cluster state store（集群状态存储）
Kubernetes默认使用etcd作为集群整体存储，当然也可以使用其它的技术。etcd是一个简单的、分布式的、一致的key-value存储，主要被用来共享配置和服务发现。etcd提供了一个CRUD操作的REST API，以及提供了作为注册的接口，以监控指定的Node。集群的所有状态都存储在etcd实例中，并具有监控的能力，因此当etcd中的信息发生变化时，就能够快速的通知集群中相关的组件。