容器编排与作业管理

Deployment

• 多副本，水平扩展

• 滚动更新

创建一个多复本应用首选的方式就是 Deplyment，Deployment 内部使用 ReplicaSet 实现。

Deployment 实际上是一个两层控制器：

1. 它通过 ReplicaSet 的个数来描述应用的版本；

2. 它通过 ReplicaSet 的属性，比如 replicas的值，来保证 Pod 的副本数量。

• Deployment 控制 ReplicaSet  版本，ReplicaSet 控制 Pod 副本数量。

ReplicaSet

StatefulSet

• 核心功能：通过某种方式记录 Pod 的拓扑状态或者存储状态，然后在 Pod 被重新创建时，能够为新 Pod 恢复这些状态。这里的状态包括拓扑状态和存储状态。

• 稳定、唯一的网络标识符

• 稳定、持久的存储

• 有序的部署、删除和扩缩容

• 有序的滚动更新

• 如何实现：

• StatefuleSet 的控制器直接管理 Pod.

• 拓扑状态：StatefulSet 为每个 Pod 维护了一个粘性 ID 编号，无论怎么调度，每个 Pod 都有一个永远不变的 ID.

• 存储状态：为每个 Pod 分配并创建一个同样编号的 PVC。（这样，Kubernetes 就可以通过 Persistent Volume 机制为这个 PVC 绑定上对应的 PV，从而保证了每一个 Pod 都拥有一个独立的 Volume。）

• 所以即使 Pod 被删，当被重新创建出来的时候，kubernets 会为它找到同样编号的 PVC, 挂载 PVC 对应的 Volume.

• 通过 Headless Service 为每个有编号的 Pod, 生成带有同样编号的 DNS 记录。（只要 StatefulSet 能够保证这些 Pod 名字里的编号不变，那么 Service 里类似于 web-0.nginx.default.svc.cluster.local 这样的 DNS 记录也就不会变）

StatefulSet 这个控制器的主要作用之一，就是使用 Pod 模板创建 Pod 的时候，对它们进行编号，并且按照编号顺序逐一完成创建工作。

而当 StatefulSet 的“控制循环”发现 Pod 的“实际状态”与“期望状态”不一致，需要新建或者删除 Pod 进行“调谐”的时候，它会严格按照这些 Pod 编号的顺序，逐一完成这些操作。

与此同时，通过 Headless Service 的方式，StatefulSet 为每个 Pod 创建了一个固定并且稳定的 DNS 记录，来作为它的访问入口。

实际上，在部署“有状态应用”的时候，应用的每个实例拥有唯一并且稳定的“网络标识”，是一个非常重要的假设。

StatefulSet 其实是一种特殊的 Deployment，只不过这个“Deployment”的每个 Pod 实例的名字里，都携带了一个唯一并且固定的编号。这个编号的顺序，固定了 Pod 的拓扑关系；这个编号对应的 DNS 记录，固定了 Pod 的访问方式；这个编号对应的 PV，绑定了 Pod 与持久化存储的关系。所以，当 Pod 被删除重建时，这些“状态”都会保持不变。

Headless Service

Persisted Volume Claim (PVC) 对象

Persisted Volume 对象

声明式 API 与 Kubernets 编程范式

在 Kubernetes 项目中，一个 API 对象在 Etcd 里的完整资源路径，是由：Group（API 组）、Version（API 版本）和 Resource（API 资源类型）三个部分组成的。

Operator: 聪明的微创新

Operator 的工作原理：

• 实际上是利用了 Kubernetes 的自定义 API 资源（CRD），来描述我们想要部署的“有状态应用”；

• 然后在自定义控制器里，根据自定义 API 对象的变化，来完成具体的部署和运维工作。

Controller Manager

1. 控制器模型

• 控制循环 control loop

基于 etcd watch 的实现方式：

kube-proxy :

容器网络：Service 是如何被发现的？

Service 是由 kube-proxy 组件，加上 iptables 来共同实现的

访问 Service VIP 的 IP 包经过上述 iptables 处理之后，就已经变成了访问具体某一个后端 Pod 的 IP 包了。不难理解，这些 Endpoints 对应的 iptables 规则，正是 kube-proxy 通过监听 Pod 的变化事件，在宿主机上生成并维护的。

Informar 和 缓存机制 - ListAndWatch 机制

所谓 Informer，其实就是一个带有本地缓存和索引机制的、可以注册 EventHandler 的 client。

• client-go 与 controller runtime 是什么关系？

kubernetes 提供了 client-go 以便使用 go 语言进行二次开发。

• K8s 系统使用 client-go 作为 Go语言的官方编程式交互客户端库, 提供对 K8s API Server 服务的交互访问

• k8s 其他组件都是通过 cleint-go informer 机制与 K8s 的   API-Server 进行通信的

controller-runtime 是社区封装的一个控制器处理框架。

• controller runtime 和 kubebuilder 是什么关系？

kubebuilder 基于 controller runtime 做了一些封装，目的是快速生成 operator 代码。

• kustomize 是什么东西