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Docker容器管理之Kubernetes

时间:2014-11-07 15:03:38      阅读:324      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:docker   service   管理系统   源代码   数据库   容器管理   

Kubernetes是Google开源的容器集群管理系统。它构建于docker技术之上,为容器化的应用提供资源调度、部署运行、服务发现、扩 容缩容等整一套功能,本质上可看作是基于容器技术的mini-PaaS平台。本文旨在梳理Kubernetes的架构、概念及基本工作流,并且通过运行一 个简单的示例应用来介绍如何使用Kubernetes。

总体概览

如下图所示是我初步阅读文档和源代码之后整理的总体概览,基本上可以从如下三个维度来认识Kubernetes。

bubuko.com,布布扣

操作对象

Kubernetes以RESTFul形式开放接口,用户可操作的REST对象有三个:

  • pod:是Kubernetes最基本的部署调度单元,可以包含container,逻辑上表示某种应用的一个实例。比如一个web站点应用由前端、后端及数据库构建而成,这三个组件将运行在各自的容器中,那么我们可以创建包含三个container的pod。

  • service:是pod的路由代理抽象,用于解决pod之间的服务发现问题。因为pod的运行状态可动态变 化(比如切换机器了、缩容过程中被终止了等),所以访问端不能以写死IP的方式去访问该pod提供的服务。service的引入旨在保证pod的动态变化 对访问端透明,访问端只需要知道service的地址,由service来提供代理。

  • replicationController:是pod的复制抽象,用于解决pod的扩容缩容问题。通常,分 布式应用为了性能或高可用性的考虑,需要复制多份资源,并且根据负载情况动态伸缩。通过replicationController,我们可以指定一个应 用需要几份复制,Kubernetes将为每份复制创建一个pod,并且保证实际运行pod数量总是与该复制数量相等(例如,当前某个pod宕机时,自动 创建新的pod来替换)。

可以看到,service和replicationController只是建立在pod之上的抽象,最终是要作用于pod的,那么它们如何跟 pod联系起来呢?这就要引入label的概念:label其实很好理解,就是为pod加上可用于搜索或关联的一组key/value标签,而 service和replicationController正是通过label来与pod关联的。如下图所示,有三个pod都有label 为"app=backend",创建service和replicationController时可以指定同样的 label:"app=backend",再通过label selector机制,就将它们与这三个pod关联起来了。例如,当有其他frontend pod访问该service时,自动会转发到其中的一个backend pod。

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功能组件

如下图所示是官方文档里的集群架构图,一个典型的master/slave模型。

bubuko.com,布布扣

master运行三个组件:

  • apiserver:作为kubernetes系统的入口,封装了核心对象的增删改查操作,以RESTFul接口方式提供给外部客户和内部组件调用。它维护的REST对象将持久化到etcd(一个分布式强一致性的key/value存储)。

  • scheduler:负责集群的资源调度,为新建的pod分配机器。这部分工作分出来变成一个组件,意味着可以很方便地替换成其他的调度器。

  • controller-manager:负责执行各种控制器,目前有两类:

    • endpoint-controller:定期关联service和pod(关联信息由endpoint对象维护),保证service到pod的映射总是最新的。

    • replication-controller:定期关联replicationController和pod,保证replicationController定义的复制数量与实际运行pod的数量总是一致的。

slave(称作minion)运行两个组件:

  • kubelet:负责管控docker容器,如启动/停止、监控运行状态等。它会定期从etcd获取分配到本机的pod,并根据pod信息启动或停止相应的容器。同时,它也会接收apiserver的HTTP请求,汇报pod的运行状态。

  • proxy:负责为pod提供代理。它会定期从etcd获取所有的service,并根据service信息创建代理。当某个客户pod要访问其他pod时,访问请求会经过本机proxy做转发。


工作流

上文已经提到了Kubernetes中最基本的三个操作对象:pod, replicationController及service。 下面分别从它们的对象创建出发,通过时序图来描述Kubernetes各个组件之间的交互及其工作流。

bubuko.com,布布扣


使用示例

最后,让我们进入实战模式,这里跑一个最简单的单机示例(所有组件运行在一台机器上),旨在打通基本流程。

搭建环境

第一步,我们需要Kuberntes各组件的二进制可执行文件。有以下两种方式获取: - 下载源代码自己编译:

git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes.git  
cd kubernetes/build  
./release.sh  

  • 直接下载人家已经编译打包好的tar文件:

wget https://storage.googleapis.com/kubernetes/binaries.tar.gz  

自己编译源码需要先安装好golang,编译完之后在kubernetes/_output/release-tars文件夹下可以得到打包文件。直接下载的方式不需要安装其他软件,但可能得不到最新的版本。

第二步,我们还需要etcd的二进制可执行文件,通过如下方式获取:

wget https://github.com/coreos/etcd/releases/download/v0.4.6/etcd-v0.4.6-linux-amd64.tar.gz  
tar xvf etcd-v0.4.6-linux-amd64.tar.gz  

第三步,就可以启动各个组件了:

etcd

cd etcd-v0.4.6-linux-amd64  
./etcd  

apiserver

./apiserver \  
-address=127.0.0.1 \  
-port=8080 \  
-portal_net="172.0.0.0/16" \  
-etcd_servers=http://127.0.0.1:4001 \  
-machines=127.0.0.1 \  
-v=3 \  
-logtostderr=false \  
-log_dir=./log

scheduler

./scheduler -master 127.0.0.1:8080 \  
-v=3 \  
-logtostderr=false \  
-log_dir=./log  

controller-manager

./controller-manager -master 127.0.0.1:8080 \
-v=3 \
-logtostderr=false \
-log_dir=./log

kubelet

./kubelet \  
-address=127.0.0.1 \  
-port=10250 \  
-hostname_override=127.0.0.1 \  
-etcd_servers=http://127.0.0.1:4001 \  
-v=3 \  
-logtostderr=false \  
-log_dir=./log  

创建pod

搭好了运行环境后,就可以提交pod了。首先编写pod描述文件,保存为redis.json:

{  
 "id": "redis",  
 "desiredState": {  
   "manifest": {  
     "version": "v1beta1",  
     "id": "redis",  
     "containers": [{  
       "name": "redis",  
       "image": "dockerfile/redis",  
       "imagePullPolicy": "PullIfNotPresent",  
       "ports": [{  
         "containerPort": 6379,  
         "hostPort": 6379  
       }]  
     }]  
   }  
 },  
 "labels": {  
   "name": "redis"  
 }  
}  

然后,通过命令行工具kubecfg提交:

./kubecfg -c redis.json create /pods  

提交完后,通过kubecfg查看pod状态:

# ./kubecfg list /pods
ID                  Image(s)            Host                Labels              Status
----------          ----------          ----------          ----------          ----------
redis               dockerfile/redis    127.0.0.1/          name=redis          Running

Status是Running表示pod已经在容器里运行起来了,可以用"docker ps"命令来查看容器信息:

# docker ps
CONTAINER ID        IMAGE                     COMMAND                CREATED             STATUS              PORTS                    NAMES
ae83d1e4b1ec        dockerfile/redis:latest   "redis-server /etc/r   19 seconds ago      Up 19 seconds                                k8s_redis.caa18858_redis.default.etcd_1414684622_1b43fe35

####创建replicationController

{
   "id": "redisController",
   "apiVersion": "v1beta1",
   "kind": "ReplicationController",
   "desiredState": {
     "replicas": 1,
     "replicaSelector": {"name": "redis"},
     "podTemplate": {
       "desiredState": {
          "manifest": {
            "version": "v1beta1",
            "id": "redisController",
            "containers": [{
              "name": "redis",
              "image": "dockerfile/redis",
              "imagePullPolicy": "PullIfNotPresent",
              "ports": [{
                  "containerPort": 6379,
                  "hostPort": 6379
              }]
            }]
          }
        },
        "labels": {"name": "redis"}
       }},
   "labels": {"name": "redis"}
 }

然后,通过命令行工具kubecfg提交:

./kubecfg -c redisController.json create /replicationControllers 

提交完后,通过kubecfg查看replicationController状态:

# ./kubecfg list /replicationControllers
ID                  Image(s)            Selector            Replicas
----------          ----------          ----------          ----------
redisController     dockerfile/redis    name=redis          1

同时,1个pod也将被自动创建出来,即使我们故意删除该pod,replicationController也将保证创建1个新pod。


本文出自 “生活是一种态度” 博客,请务必保留此出处http://sangh.blog.51cto.com/6892345/1573975

Docker容器管理之Kubernetes

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原文地址:http://sangh.blog.51cto.com/6892345/1573975

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