全栈工程师-DevOps与云计算-Kubernetes_Kubernetes服务网格与网络策略.docx

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Kubernetes基础概览

1Kubernetes核心概念

Kubernetes,简称K8s,是一个开源的容器编排平台，用于自动化容器应用的部署、扩展和管理。Kubernetes的核心概念包括：

Pods（容器组）:是Kubernetes中最小的可部署单元，一个Pod可以包含一个或多个容器，这些容器共享存储和网络资源。

Services（服务）:定义了一种抽象，用于暴露一组Pods的网络服务。它提供了一个稳定的网络端点，即使Pods的IP地址发生变化，服务的端点仍然不变。

ReplicaSets（副本集）:确保任何时间都有指定数量的Pod副本运行。如果Pod失败或被删除，ReplicaSet会自动创建新的Pod来替换。

Deployments（部署）:是ReplicaSet的高级抽象，提供了声明式的更新机制，用于管理应用的生命周期。

1.1示例：创建一个Deployment

apiVersion:apps/v1

kind:Deployment

metadata:

name:nginx-deployment

spec:

replicas:3

selector:

matchLabels:

app:nginx

template:

metadata:

labels:

app:nginx

spec:

containers:

-name:nginx

image:nginx:1.7.9

ports:

-containerPort:80

2Kubernetes架构与组件

Kubernetes的架构主要由Master节点和Node节点组成，其中Master节点负责集群的管理，Node节点负责运行Pods。Kubernetes的关键组件包括：

etcd:存储集群数据的高可用键值存储。

APIServer:提供了Kubernetes的RESTAPI接口，是所有集群管理操作的入口。

ControllerManager:负责运行控制器，如ReplicaSet控制器、Deployment控制器等。

Scheduler:负责将未调度的Pods分配到Node节点上运行。

Kubelet:在每个Node节点上运行，负责维护Pods和容器的生命周期。

ContainerRuntime:如Docker、rkt等，负责容器的创建和运行。

2.1示例：Kubernetes架构图

Kubernetes架构图

3Kubernetes网络模型与通信机制

Kubernetes的网络模型基于一个简单的原则：每个Pod都应该拥有自己的IP地址，且这些Pods可以在集群内部自由通信，无需额外的配置。Kubernetes使用了CNI（ContainerNetworkInterface）插件来实现网络功能，常见的CNI插件有Flannel、Calico等。

3.1示例：配置Calico网络插件

apiVersion:extensions/v1beta1

kind:DaemonSet

metadata:

name:calico-node

namespace:kube-system

labels:

k8s-app:calico-node

spec:

selector:

matchLabels:

k8s-app:calico-node

template:

metadata:

labels:

k8s-app:calico-node

spec:

containers:

-name:calico-node

image:quay.io/calico/node:v3.19.4

command:

-/calico-node

--node=NODE_NAME

env:

-name:NODE_NAME

valueFrom:

fieldRef:

fieldPath:spec.nodeName

Kubernetes的通信机制主要依赖于Services，通过Services可以实现Pods之间的服务发现和负载均衡。此外，Kubernetes还支持NetworkPolicies，用于控制Pods之间的网络访问策略。

3.2示例：配置Networ