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synced 2024-11-24 07:23:38 +00:00
Baohua Yang
GitHub
commit
c798928369
@ -1,14 +1,13 @@
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# Kubernetes
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Kubernetes 是 Google 团队发起并维护的基于Docker的开源容器集群管理系统，它不仅支持常见的云平台，而且支持内部数据中心。
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`Kubernetes` 是 Google 团队发起并维护的基于 Docker 的开源容器集群管理系统，它不仅支持常见的云平台，而且支持内部数据中心。
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建于 Docker 之上的 Kubernetes 可以构建一个容器的调度服务，其目的是让用户透过Kubernetes集群来进行云端容器集群的管理，而无需用户进行复杂的设置工作。系统会自动选取合适的工作节点来执行具体的容器集群调度处理工作。其核心概念是Container Pod（容器仓）。一个Pod是有一组工作于同一物理工作节点的容器构成的。这些组容器拥有相同的网络命名空间\/IP以及存储配额，可以根据实际情况对每一个Pod进行端口映射。此外，Kubernetes工作节点会由主系统进行管理，节点包含了能够运行Docker容器所用到的服务。
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建于 Docker 之上的 `Kubernetes` 可以构建一个容器的调度服务，其目的是让用户透过 `Kubernetes` 集群来进行云端容器集群的管理，而无需用户进行复杂的设置工作。系统会自动选取合适的工作节点来执行具体的容器集群调度处理工作。其核心概念是 `Container Pod`。一个 `Pod` 由一组工作于同一物理工作节点的容器构成。这些组容器拥有相同的网络命名空间、IP以及存储配额，也可以根据实际情况对每一个 `Pod` 进行端口映射。此外，`Kubernetes` 工作节点会由主系统进行管理，节点包含了能够运行 Docker 容器所用到的服务。
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本章将分为 5 节介绍 Kubernetes。包括
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本章将分为 5 节介绍 `Kubernetes`，包括
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* 项目简介
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* 快速入门
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* 基本概念
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* 实践例子
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* 架构分析等高级话题
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@ -2,20 +2,20 @@
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* 节点（Node）：一个节点是一个运行 Kubernetes 中的主机。
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* 容器组（Pod）：一个 Pod 对应于由若干容器组成的一个容器组，同个组内的容器共享一个存储卷(volume)。
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* 容器组生命周期（pos-states）：包含所有容器状态集合，包括容器组状态类型，容器组生命周期，事件，重启策略，以及replication controllers。
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* Replication Controllers（replication-controllers）：主要负责指定数量的pod在同一时间一起运行。
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* 服务（services）：一个Kubernetes服务是容器组逻辑的高级抽象，同时也对外提供访问容器组的策略。
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* 卷（volumes）：一个卷就是一个目录，容器对其有访问权限。
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* 标签（labels）：标签是用来连接一组对象的，比如容器组。标签可以被用来组织和选择子对象。
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* 接口权限（accessing_the_api）：端口，ip地址和代理的防火墙规则。
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* web 界面（ux）：用户可以通过 web 界面操作Kubernetes。
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* 命令行操作（cli）：`kubecfg`命令。
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* 节点（`Node`）：一个节点是一个运行 Kubernetes 中的主机。
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* 容器组（`Pod`）：一个 Pod 对应于由若干容器组成的一个容器组，同个组内的容器共享一个存储卷(volume)。
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* 容器组生命周期（`pos-states`）：包含所有容器状态集合，包括容器组状态类型，容器组生命周期，事件，重启策略，以及 replication controllers。
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* Replication Controllers：主要负责指定数量的 pod 在同一时间一起运行。
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* 服务（`services`）：一个 Kubernetes 服务是容器组逻辑的高级抽象，同时也对外提供访问容器组的策略。
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* 卷（`volumes`）：一个卷就是一个目录，容器对其有访问权限。
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* 标签（`labels`）：标签是用来连接一组对象的，比如容器组。标签可以被用来组织和选择子对象。
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* 接口权限（`accessing_the_api`）：端口，IP 地址和代理的防火墙规则。
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* web 界面（`ux`）：用户可以通过 web 界面操作 Kubernetes。
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* 命令行操作（`cli`）：`kubecfg`命令。
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## 节点
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在 Kubernetes 中，节点是实际工作的点，以前叫做 Minion。节点可以是虚拟机或者物理机器，依赖于一个集群环境。每个节点都有一些必要的服务以运行容器组，并且它们都可以通过主节点来管理。必要服务包括 Docker，kubelet 和代理服务。
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在 `Kubernetes` 中，节点是实际工作的点，节点可以是虚拟机或者物理机器，依赖于一个集群环境。每个节点都有一些必要的服务以运行容器组，并且它们都可以通过主节点来管理。必要服务包括 Docker，kubelet 和代理服务。
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### 容器状态
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@ -23,19 +23,19 @@
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#### 主机IP
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主机IP需要云平台来查询，Kubernetes把它作为状态的一部分来保存。如果Kubernetes没有运行在云平台上，节点ID就是必需的。IP地址可以变化，并且可以包含多种类型的IP地址，如公共IP，私有IP，动态IP，ipv6等等。
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主机 IP 需要云平台来查询，`Kubernetes` 把它作为状态的一部分来保存。如果 `Kubernetes` 没有运行在云平台上，节点 ID 就是必需的。IP 地址可以变化，并且可以包含多种类型的 IP 地址，如公共 IP，私有 IP，动态 IP，ipv6 等等。
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#### 节点周期
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通常来说节点有 `Pending`，`Running`，`Terminated`三个周期，如果Kubernetes发现了一个节点并且其可用，那么Kubernetes就把它标记为 `Pending`。然后在某个时刻，Kubernetes将会标记其为 `Running`。节点的结束周期称为 `Terminated`。一个已经terminated的节点不会接受和调度任何请求，并且已经在其上运行的容器组也会删除。
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通常来说节点有 `Pending`，`Running`，`Terminated` 三个周期，如果 Kubernetes 发现了一个节点并且其可用，那么 Kubernetes 就把它标记为 `Pending`。然后在某个时刻，Kubernetes 将会标记其为 `Running`。节点的结束周期称为 `Terminated`。一个已经 `Terminated` 的节点不会接受和调度任何请求，并且已经在其上运行的容器组也会删除。
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#### 节点状态
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节点的状态主要是用来描述处于 `Running`的节点。当前可用的有 `NodeReachable` 和 `NodeReady` 。以后可能会增加其他状态。`NodeReachable` 表示集群可达。`NodeReady`表示kubelet返回 StatusOk并且HTTP状态检查健康。
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节点的状态主要是用来描述处于 `Running` 的节点。当前可用的有 `NodeReachable` 和 `NodeReady`。以后可能会增加其他状态。`NodeReachable` 表示集群可达。`NodeReady` 表示 kubelet 返回 Status Ok 并且 HTTP 状态检查健康。
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### 节点管理
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节点并非Kubernetes创建，而是由云平台创建，或者就是物理机器、虚拟机。在Kubernetes中，节点仅仅是一条记录，节点创建之后，Kubernetes会检查其是否可用。在Kubernetes中，节点用如下结构保存：
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节点并非 Kubernetes 创建，而是由云平台创建，或者就是物理机器、虚拟机。在 Kubernetes 中，节点仅仅是一条记录，节点创建之后，Kubernetes 会检查其是否可用。在 Kubernetes 中，节点用如下结构保存：
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```json
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{
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@ -54,20 +54,20 @@
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}
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```
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Kubernetes校验节点可用依赖于id。在当前的版本中，有两个接口可以用来管理节点：节点控制和Kube管理。
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Kubernetes 校验节点可用依赖于 ID。在当前的版本中，有两个接口可以用来管理节点：节点控制和 Kube 管理。
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### 节点控制
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在Kubernetes主节点中，节点控制器是用来管理节点的组件。主要包含：
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在 Kubernetes 主节点中，节点控制器是用来管理节点的组件。主要包含：
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* 集群范围内节点同步
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* 单节点生命周期管理
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节点控制有一个同步轮寻，主要监听所有云平台的虚拟实例，会根据节点状态创建和删除。可以通过 `--node_sync_period`标志来控制该轮寻。如果一个实例已经创建，节点控制将会为其创建一个结构。同样的，如果一个节点被删除，节点控制也会删除该结构。在Kubernetes启动时可用通过 `--machines`标记来显示指定节点。同样可以使用 `kubectl`来一条一条的添加节点，两者是相同的。通过设置 `--sync_nodes=false`标记来禁止集群之间的节点同步，你也可以使用api/kubectl 命令行来增删节点。
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节点控制有一个同步轮寻，主要监听所有云平台的虚拟实例，会根据节点状态创建和删除。可以通过 `--node_sync_period`标志来控制该轮寻。如果一个实例已经创建，节点控制将会为其创建一个结构。同样的，如果一个节点被删除，节点控制也会删除该结构。在 Kubernetes 启动时可用通过 `--machines`标记来显示指定节点。同样可以使用 `kubectl` 来一条一条的添加节点，两者是相同的。通过设置 `--sync_nodes=false`标记来禁止集群之间的节点同步，你也可以使用 api/kubectl 命令行来增删节点。
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## 容器组
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在Kubernetes中，使用的最小单位是容器组，容器组是创建，调度，管理的最小单位。
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一个容器组使用相同的Dokcer容器并共享卷（挂载点）。一个容器组是一个特定运用的打包集合，包含一个或多个容器。
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在 Kubernetes 中，使用的最小单位是容器组，容器组是创建，调度，管理的最小单位。
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一个容器组使用相同的 Dokcer 容器并共享卷（挂载点）。一个容器组是一个特定运用的打包集合，包含一个或多个容器。
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和运行的容器类似，一个容器组被认为只有很短的运行周期。容器组被调度到一组节点运行，知道容器的生命周期结束或者其被删除。如果节点死掉，运行在其上的容器组将会被删除而不是重新调度。（也许在将来的版本中会添加容器组的移动）。
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@ -77,7 +77,7 @@ Kubernetes校验节点可用依赖于id。在当前的版本中，有两个接
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容器组主要是为了数据共享和它们之间的通信。
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在一个容器组中，容器都使用相同的网络地址和端口，可以通过本地网络来相互通信。每个容器组都有独立的ip，可用通过网络来和其他物理主机或者容器通信。
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在一个容器组中，容器都使用相同的网络地址和端口，可以通过本地网络来相互通信。每个容器组都有独立的 IP，可用通过网络来和其他物理主机或者容器通信。
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容器组有一组存储卷（挂载点），主要是为了让容器在重启之后可以不丢失数据。
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@ -100,13 +100,13 @@ Kubernetes校验节点可用依赖于id。在当前的版本中，有两个接
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为什么不在一个单一的容器里运行多个程序？
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* 1.透明化。为了使容器组中的容器保持一致的基础设施和服务，比如进程管理和资源监控。这样设计是为了用户的便利性。
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* 2.解偶软件之间的依赖。每个容器都可能重新构建和发布，Kubernetes必须支持热发布和热更新（将来）。
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* 2.解偶软件之间的依赖。每个容器都可能重新构建和发布，Kubernetes 必须支持热发布和热更新（将来）。
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* 3.方便使用。用户不必运行独立的程序管理，也不用担心每个运用程序的退出状态。
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* 4.高效。考虑到基础设施有更多的职责，容器必须要轻量化。
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### 容器组的生命状态
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包括若干状态值：pending、running、succeeded、failed。
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包括若干状态值：`pending`、`running`、`succeeded`、`failed`。
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#### pending
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@ -126,7 +126,7 @@ Kubernetes校验节点可用依赖于id。在当前的版本中，有两个接
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### 容器组生命周期
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通常来说，如果容器组被创建了就不会自动销毁，除非被某种行为触发，而触发此种情况可能是人为，或者复制控制器所为。唯一例外的是容器组由 succeeded状态成功退出，或者在一定时间内重试多次依然失败。
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通常来说，如果容器组被创建了就不会自动销毁，除非被某种行为触发，而触发此种情况可能是人为，或者复制控制器所为。唯一例外的是容器组由 succeeded 状态成功退出，或者在一定时间内重试多次依然失败。
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如果某个节点死掉或者不能连接，那么节点控制器将会标记其上的容器组的状态为 `failed`。
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@ -19,14 +19,16 @@
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显然，复杂的工作肯定都交给控制节点去做了，工作节点负责提供稳定的操作接口和能力抽象即可。
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从这张图上，我们没有能发现 Kubernetes 中对于控制平面的分布式实现，但是由于数据后端自身就是一套分布式的数据库（Etcd），因此可以很容易扩展到分布式实现。
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从这张图上，我们没有能发现 Kubernetes 中对于控制平面的分布式实现，但是由于数据后端自身就是一套分布式的数据库 Etcd，因此可以很容易扩展到分布式实现。
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## 控制平面
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### 主节点服务
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主节点上需要提供如下的管理服务：
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* apiserver 是整个系统的对外接口，提供一套 RESTful 的 [Kubernetes API](https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes/blob/master/docs/api.md)，供客户端和其它组件调用；
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* scheduler 负责对资源进行调度，分配某个 pod 到某个节点上。是 pluggable的，意味着很容易选择其它实现方式；
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* controller-manager 负责管理控制器，包括 endpoint-controller（刷新服务和 pod 的关联信息）和 replication-controller（维护某个 pod 的复制为配置的数值）。
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* `apiserver` 是整个系统的对外接口，提供一套 RESTful 的 [Kubernetes API](https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes/blob/master/docs/api.md)，供客户端和其它组件调用；
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* `scheduler` 负责对资源进行调度，分配某个 pod 到某个节点上。是 pluggable 的，意味着很容易选择其它实现方式；
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* `controller-manager` 负责管理控制器，包括 endpoint-controller（刷新服务和 pod 的关联信息）和 replication-controller（维护某个 pod 的复制为配置的数值）。
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### Etcd
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这里 Etcd 即作为数据后端，又作为消息中间件。
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@ -2,18 +2,19 @@
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Kubernetes 是 Google 团队发起的开源项目，它的目标是管理跨多个主机的容器，提供基本的部署，维护以及运用伸缩，主要实现语言为Go语言。Kubernetes是：
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Kubernetes 是 Google 团队发起的开源项目，它的目标是管理跨多个主机的容器，提供基本的部署，维护以及运用伸缩，主要实现语言为 Go 语言。Kubernetes 是：
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* 易学：轻量级，简单，容易理解
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* 便携：支持公有云，私有云，混合云，以及多种云平台
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* 可拓展：模块化，可插拔，支持钩子，可任意组合
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* 自修复：自动重调度，自动重启，自动复制
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Kubernetes构建于Google数十年经验，一大半来源于Google生产环境规模的经验。结合了社区最佳的想法和实践。
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Kubernetes 构建于 Google 数十年经验，一大半来源于 Google 生产环境规模的经验。结合了社区最佳的想法和实践。
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在分布式系统中，部署，调度，伸缩一直是最为重要的也最为基础的功能。Kubernets就是希望解决这一序列问题的。
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在分布式系统中，部署，调度，伸缩一直是最为重要的也最为基础的功能。Kubernets 就是希望解决这一序列问题的。
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Kubernets 目前在[github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes](https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes)进行维护，截至定稿最新版本为 0.7.2 版本。
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Kubernets 目前在[GitHub](https://github.com/kubernetes/kubernetes)进行维护。
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### Kubernetes 能够运行在任何地方！
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虽然Kubernets最初是为GCE定制的，但是在后续版本中陆续增加了其他云平台的支持，以及本地数据中心的支持。
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虽然 Kubernets 最初是为 GCE 定制的，但是在后续版本中陆续增加了其他云平台的支持，以及本地数据中心的支持。
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@ -9,23 +9,29 @@
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Kubernetes 依赖 Etcd 服务来维护所有主节点的状态。
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## 启动 Etcd 服务。
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```bash
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docker run --net=host -d gcr.io/google_containers/etcd:2.0.9 /usr/local/bin/etcd --addr=127.0.0.1:4001 --bind-addr=0.0.0.0:4001 --data-dir=/var/etcd/data
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```
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## 启动主节点
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启动 kubelet。
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```bash
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docker run --net=host -d -v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock gcr.io/google_containers/hyperkube:v0.17.0 /hyperkube kubelet --api_servers=http://localhost:8080 --v=2 --address=0.0.0.0 --enable_server --hostname_override=127.0.0.1 --config=/etc/kubernetes/manifests
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```
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## 启动服务代理
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```bash
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docker run -d --net=host --privileged gcr.io/google_containers/hyperkube:v0.17.0 /hyperkube proxy --master=http://127.0.0.1:8080 --v=2
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```
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## 测试状态
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在本地访问 8080 端口，应该获取到类似如下的结果：
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在本地访问 `8080` 端口，可以获取到如下的结果：
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```bash
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$ curl 127.0.0.1:8080
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{
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@ -48,7 +54,9 @@ $ curl 127.0.0.1:8080
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```
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## 查看服务
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所有服务启动后过一会，查看本地实际运行的 Docker 容器，应该有如下几个。
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所有服务启动后，查看本地实际运行的 Docker 容器，有如下几个。
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```bash
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CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
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ee054db2516c gcr.io/google_containers/hyperkube:v0.17.0 "/hyperkube schedule 2 days ago Up 1 days k8s_scheduler.509f29c9_k8s-master-127.0.0.1_default_9941e5170b4365bd4aa91f122ba0c061_e97037f5
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@ -63,14 +71,21 @@ cc3cd263c581 gcr.io/google_containers/etcd:2.0.9 "/usr/local/bin
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这些服务大概分为三类：主节点服务、工作节点服务和其它服务。
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### 主节点服务
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* apiserver 是整个系统的对外接口，提供 RESTful 方式供客户端和其它组件调用；
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* scheduler 负责对资源进行调度，分配某个 pod 到某个节点上；
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* controller-manager 负责管理控制器，包括 endpoint-controller（刷新服务和 pod 的关联信息）和 replication-controller（维护某个 pod 的复制为配置的数值）。
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* `apiserver` 是整个系统的对外接口，提供 RESTful 方式供客户端和其它组件调用；
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* `scheduler` 负责对资源进行调度，分配某个 pod 到某个节点上；
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* `controller-manager` 负责管理控制器，包括 endpoint-controller（刷新服务和 pod 的关联信息）和 replication-controller（维护某个 pod 的复制为配置的数值）。
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### 工作节点服务
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* kubelet 是工作节点执行操作的 agent，负责具体的容器生命周期管理，根据从数据库中获取的信息来管理容器，并上报 pod 运行状态等；
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* proxy 为 pod 上的服务提供访问的代理。
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* `kubelet` 是工作节点执行操作的 agent，负责具体的容器生命周期管理，根据从数据库中获取的信息来管理容器，并上报 pod 运行状态等；
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* `proxy` 为 pod 上的服务提供访问的代理。
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### 其它服务
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* etcd 是所有状态的存储数据库；
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* Etcd 是所有状态的存储数据库；
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* `gcr.io/google_containers/pause:0.8.0` 是 Kubernetes 启动后自动 pull 下来的测试镜像。
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