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基本概念

节点（Node）：一个节点是一个运行 Kubernetes 中的主机。
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)。
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。
Replication Controllers（replication-controllers）：主要负责指定数量的pod在同一时间一起运行。
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。
卷（volumes）：一个卷就是一个目录，容器对其有访问权限。
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。
接口权限（accessing_the_api）：端口，ip地址和代理的防火墙规则。
web 界面（ux）：用户可以通过 web 界面操作Kubernetes。
命令行操作（cli）：kubecfg命令。

节点

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。

容器状态

容器状态用来描述节点的当前状态。现在，其中包含三个信息：

主机IP

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。

节点周期

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。

节点状态

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。

节点管理

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：

{
  "id": "10.1.2.3",
  "kind": "Minion",
  "apiVersion": "v1beta1",
  "resources": {
    "capacity": {
      "cpu": 1000,
      "memory": 1073741824
    },
  },
  "labels": {
    "name": "my-first-k8s-node",
  },
}

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。

节点控制

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：

集群范围内节点同步
单节点生命周期管理

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。

容器组

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。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。

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）。

容器组设计的初衷

资源共享和通信

容器组主要是为了数据共享和它们之间的通信。

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。

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。

容器组管理

容器组是一个运用管理和部署的高层次抽象，同时也是一组容器的接口。容器组是部署、水平放缩的最小单位。

容器组的使用

容器组可以通过组合来构建复杂的运用，其本来的意义包含：

内容管理，文件和数据加载以及本地缓存管理等。
日志和检查点备份，压缩，快照等。
监听数据变化，跟踪日志，日志和监控代理，消息发布等。
代理，网桥
控制器，管理，配置以及更新

替代方案

为什么不在一个单一的容器里运行多个程序？

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。
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）。
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。
4.高效。考虑到基础设施有更多的职责，容器必须要轻量化。

容器组的生命状态

包括若干状态值：pending、running、succeeded、failed。

pending

容器组已经被节点接受，但有一个或多个容器还没有运行起来。这将包含某些节点正在下载镜像的时间，这种情形会依赖于网络情况。

running

容器组已经被调度到节点，并且所有的容器都已经启动。至少有一个容器处于运行状态（或者处于重启状态）。

succeeded

所有的容器都正常退出。

failed

容器组中所有容器都意外中断了。

容器组生命周期

通常来说，如果容器组被创建了就不会自动销毁，除非被某种行为出发，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。

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。

举例如下。

容器组状态 running，有 1 容器，容器正常退出
- 记录完成事件
- 如果重启策略为：
  - 始终：重启容器，容器组保持 running
  - 失败时：容器组变为 succeeded
  - 从不：容器组变为 succeeded
容器组状态 running，有1容器，容器异常退出
- 记录失败事件
- 如果重启策略为：
  - 始终：重启容器，容器组保持 running
  - 失败时：重启容器，容器组保持 running
  - 从不：容器组变为 failed
容器组状态 running，有2容器，有1容器异常退出
- 记录失败事件
- 如果重启策略为：
  - 始终：重启容器，容器组保持 running
  - 失败时：重启容器，容器组保持 running
  - 从不：容器组保持 running
- 当有2容器退出
  - 记录失败事件
  - 如果重启策略为：
    - 始终：重启容器，容器组保持 running
    - 失败时：重启容器，容器组保持 running
    - 从不：容器组变为 failed
容器组状态 running，容器内存不足
- 标记容器错误中断
- 记录内存不足事件
- 如果重启策略为：
  - 始终：重启容器，容器组保持 running
  - 失败时：重启容器，容器组保持 running
  - 从不：记录错误事件，容器组变为 failed
容器组状态 running，一块磁盘死掉
- 杀死所有容器
- 记录事件
- 容器组变为 failed
- 如果容器组运行在一个控制器下，容器组将会在其他地方重新创建
容器组状态 running，对应的节点段溢出
- 节点控制器等到超时
- 节点控制器标记容器组 failed
- 如果容器组运行在一个控制器下，容器组将会在其他地方重新创建

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