整體上理解流程和原理；

一、背景

基於分散式的架構中，需要管理的服務是非常多的，無論是服務的數量還是體系劃分；

從服務的能力上看，可以進行分層管控，只是其中有相當一部分服務層，改動更新的頻率很低，所以感知也不明顯；

就以自己當下參與研發的系統來說；

通過K8S進行管理的服務近百個，這中間有部分服務採用叢集模式，即便是這個規模的系統，也幾乎不可能依賴純人工運維的形式，自動化流程必不可少；

二、持續整合

此前圍繞該主題寫過一個完整的實踐案例，主要圍繞Jenkins、Docker、K8S等元件的使用層面，總結原始碼編譯、打包、映象構建、部署等自動化管理的流程；

Jenkins：是一個擴充套件性非常強的軟體，用於自動化各種任務，包括構建、測試和部署等；

Docker：作為開源的應用容器引擎，可以把應用程式和其相關依賴打包生成一個Image映象檔案，是一個標準的執行環境，提供可持續交付的能力；

Kubernetes：作為開源的容器編排引擎，用來對容器化應用進行自動化部署、 擴縮和管理；

三、K8S架構

1、核心元件

Control-Plane-Components：控制平面元件

對叢集做出全域性決策，例如：資源排程、檢測、事件響應，可以在叢集中的任何節點上執行；

• api：開放K8S的API，元件之間通過API互動，相當於控制面的前端；
• controllermanager：執行控制器程序，邏輯上是一個單獨的程序；
• scheduler：監聽新建未指定執行節點的Pods，併為Pod選擇執行節點；
• etcd：兼具一致性和高可用性的鍵值資料庫，作為儲存K8S資料的後臺庫;

Node：節點元件

該元件會在每個節點上執行，負責維護執行的Pod並提供Kubernetes執行環境；

• kubelet：在每個節點上執行的代理，保證容器都執行在Pod中；
• kube-proxy：每個節點上執行的網路代理， 維護節點上的網路規則；

Container-Runtime：容器執行時

負責執行容器的軟體，支援Docker、containerd、CRI-O等多個容器執行環境，以及任何實現Kubernetes-CRI容器執行環境介面；

2、分層結構

從整體的功能上來考慮，K8S叢集可以分為：使用者、控制平面、節點三個模組；

使用者側：不論是CLI命令列還是UI介面，會與控制面板的APIserver進行互動，APIserver再與其他元件互動，最終執行相應的操作命令；

控制平面：以前也稱為Master，核心元件包括APIserver、controller、scheduler、etcd，主要用來排程整個叢集，以及做出全域性決策；

節點：通過將容器放入在節點上執行的Pod中來執行工作負載，簡單的理解工作負載就是各種應用程式等，節點上的核心元件包括Pod、kubelet、Container-Runtime、kube-proxy等；

3、核心能力

站在研發的視角來看，K8S提供極其強大的應用服務管理能力；

3.1 發現與負載

服務Service可以將執行在一個或一組Pod上的網路應用程式公開為網路服務的方法，通常使用標籤對資源物件進行篩選過濾；

3.2 排程

排程器通過監測機制來發現叢集中新建立且尚未被排程到節點上的Pod，由於Pod中的容器和Pod本身可能有不同的資源要求，排程會將Pod放置到合適的節點上；

3.3 自動伸縮

K8S可以通過指標檢查工作負載的資源需求，例如CPU利用率、響應時長、記憶體利用率、或者其他，從而判斷是否需要執行伸縮，垂直維度可以是更多的資源分配，水平維度可以是更多的叢集部署；

K8S可以自動伸縮，也具備自動修復的能力，當節點故障或者應用服務異常時，會被檢查到，可能會進行節點遷移或者重啟；

四、應用案例

1、服務部署

在此前的實踐案例中，用CLI命令列和指令碼檔案的方式，完成的部署動作，而在整個流程中涉及叢集的多個元件共同作業，多次的通訊和排程；

kubectl create -f pod.yaml

2、互動流程

【1】CLI命令列和UI介面，都是通過APIserver介面，與叢集內部元件互動，比如上述的Pod部署操作；

【2】在APIserver收到請求之後，會將序列化狀態的物件寫入到etcd中完成儲存操作；

【3】Scheduler排程器通過監測（Watch）機制來發現叢集中新建立且尚未被排程到節點上的Pod；

【4】在叢集中找到一個Pod的所有可排程節點，對這些可排程節點打分，選出其中得分最高的節點來執行Pod，然後排程器將這個排程決定通知給APIserver；

【5】APIserver完成資訊儲存後，然後通知相應節點的Kubelet；

【6】Kubelet是基於PodSpec來工作的，確保這些PodSpec中描述的容器處於執行狀態且執行狀況良好，每個PodSpec是一個描述Pod的YAML或JSON物件；

【7】Pod是可以在Kubernetes中建立和管理的、最小的可部署的計算單元，包括一個或多個容器；

五、參考原始碼

檔案倉庫：
https://gitee.com/cicadasmile/butte-java-note

指令碼倉庫：
https://gitee.com/cicadasmile/butte-auto-parent