Kubernetes基础篇-01- Kubernetes的发展史以及架构说明_kubernetes历史版本

1. 发展史

在云计算领域有几个很常见的词汇：IaaS、PaaS、SaaS。

• IaaS就是基础平台即服务，国内有阿里云等；
• PaaS是平台即服务，在早些时候新浪云SAE较为有名；
• SaaS就是软件即服务，最大的Office厂商MS的Office365就是一个很好的代表。

在最开始的时候PaaS基本就是人肉运维，慢慢的又出现了一系列的自动化工具，再后来专门做PaaS的一家公司创造了Docker。

Docker变成了PaaS的一个标准，但是随着容器化的发展也出现了一系列的问题。容器化后容器的映射关系变得异常艰难，而且这仅仅是容器化发展的一个小小的问题。

那么随着容器化的步伐，衍生出了一些列的资源管理器，最开始是Apache Mesos，Mesos由加州的伯克利大学研发出来，随后被推特选中，大规模的在推特盛行。
在2019年5月，特推在旧金山开展了技术发布会，在该会上产品负责人宣布推特以后全部使用Kubernetes。
第二款资源管理软件是Docker自家推出的Docker Swarm平台。

Docker Swarm是一个非常轻量的资源管理平台。但是Swarm功能较为简单，而且国内云厂商阿里云在2019年7月宣布在选择资源管理框架的时候不支持Swarm，默认Kubernetes。Google其实在Kubernetes诞生10年前就使用了容器化基础架构Borg。

Google为了在资源管理器上占有优势，就使用Golang开发了Kubernetes。

2. 架构图对比

2.1 Borg的架构图

2.2 Kubernetes的架构图

• etcd：提供分布式数据存储的数据库吧，用于持久化存储k8s集群的配置和状态

• kube-apiserver：api service提供了http rest接口，是整个集群的入口，K8s其它组件之间不直接通信，而是通过API server通信的。（只有API server连接了etcd，即其它组件更新K8s集群的状态时，只能通过API server读写etcd中的数据）

• kube-scheduler：scheduler负责资源的调度

• kube-controller-manager：整个集群的管理控制中心，此组件里面是由多个控制器组成的

• node机器组件：

  • kube-proxy：用来负载均衡网络流量

  • kubelet：用来管理node节点机上的容器

  • docker：运行项目镜像容器的组件

1. etcd是一个可信赖的分布式键值存储服务，它能够为整个分布式集群存储一些关键数据，协助分布式集群的正常运转；同时，etcd是采用go语言编写的kv键值对数据库，它分为两个版本，V3版本和V2版本，在KubernetesV1.11版本以及之前采用的是V2版本，之后采用的是V3版本，V2版本会将所有数据写入内存，而V3版本会引入一个本地数据卷存储，也就意味着关机不会丢失数据，可以从本地磁盘恢复;

2. APIServer 所有服务访问的统一入口。

3. Replication Controller 负责维持期望的副本数目。

4. Scheduler 负责接收任务，选择合适的节点进行任务的分配。

5. Kubelet 负责与Docker的容器引擎交互，实现容器的生命周期管理。

6. Kube Proxy 负责写入规则到 iptables 或者 ipvs 实现服务映射访问。

7. 其他插件：
   7.1 . CoreDNS 可以为集群中的SVC创建一个域名为IP的对应关系解析；
   7.2 Dashborad 给K8S集群提供一个B/S访问体系。
   7.3 Ingress Controller 实现七层代理，Kubernetes官方只能实现四层代理。
   7.4 Fedetation提供一个可以跨集群中心的多Kubernetes统一管理功能。
   7.5 Prometheus和ELK提供Kubernetes集群监控和日志统一分析接入平台。

etcd内部结构是采用Http协议构建的服务，其实K8s也是采用Http协议进行的cs结构开发;
为什么这样做呢?
是因为Http协议天生支持get,put等操作方式，包括授权认证，所以没必须去采用标准的tcp协议;
raft是一些读写信息，为了防止这些信息被损坏，于是有了WAL，这是入写日志，也就是如果你想对里面的数据进行更改的话，你先生成一个日志，我先存一下，并且会定时的对这些日志进行完整备份，也就完整加临时，备份完之后会出现一个两个等子版本，到达一定量再转换成大版本，然后再子子子，这样的好处是防止增量备份太多，太费事费时，并且还会实时的将这些日志和数据写入磁盘持久化

3. 总结

1. MESOS Apache旗下的分布式资源管理框架，在2019年5月，由它的最大使用者Twitter在旧金山技术发布会上宣布不再使用，改使用Kubernetes;
2. Docker Swarm 为docker而生的资源管理器，但是在2019年7月阿里云宣布，Docker Swarm的集群框架从阿里云选项剔除，默认Kubernetes;
3. Borg为谷歌内部使用十多年，但是不开源，于是让公司几名工程师，使用go语言，将Borg翻写出了Kubernetes，为外界使用；
4. 选择使用Kubernetes的理由：

• 轻量级 ；
  像java等，是解释型语言，运行的时候占用内存大，占用资源大，而go语言被誉为现代的C语言，占用资源小，可以操作进程管理
• 开源;
• 弹性伸缩；
• 负载均衡 ： IPVS

5. 高可用集群副本数据最好是 大于等于3的奇数个