前言
单机容器编排：
docker-compose
容器集群编排
docker swarm、mesos+marathon、kubernetes
应用编排：
ansible
一、Kubernetes 是什么？
Kubernetes 是的缩写为：K8s这个缩写是因为 k 和 s 之间有八个字符的关系。
Kubernetes 是一个可移植的、可扩展的开源平台，用于管理容器化的工作负载和服务，可促进声明式配置和自动化。 Kubernetes 拥有一个庞大且快速增长的生态系统。Kubernetes 的服务、支持和工具广泛可用。
1.1 作用
用于自动部署、扩展和管理“容器化(containerized) 应用程序"的开源系统。
可以理解成K8S是负责自动化运维管理多个容器化程序(比如Docker)的集群，是一个生态极其丰富的容器编排框架工具。
1.2 由来
K8S由google的Borg系统(博格系统，google内部使用的大规模容器编排工具)作为原型，后经Go语言延用Borg的思路重写并捐献给CNCF基金会开源。
Kubernetes 这个名字源于希腊语，意为“舵手”或“飞行员”。
GitHub: https://github.com/kubernetes/kubernetes
二、为什么需要 Kubernetes，它能做什么?
容器是打包和运行应用程序的好方式。在生产环境中，你需要管理运行应用程序的容器，并确保不会停机。 例如，如果一个容器发生故障，则需要启动另一个容器。如果系统处理此行为，会不会更容易？
这就是 Kubernetes 来解决这些问题的方法！ Kubernetes 为你提供了一个可弹性运行分布式系统的框架。 Kubernetes 会满足你的扩展要求、故障转移、部署模式等。
K8S是Google开源的容器集群管理系统，在Docker等容器技术的基础上，为容器化的应用提供部署运行、资源调度、服务发现和动态伸缩等一系列完整功能，提高了大规模容器集群管理的便捷性。 其主要功能如下：
使用 Docker 等容器技术对应用程序包装（package）、实例化（instantiate）、运行（run）。
以集群的方式运行、管理跨机器的容器。
解决 Docker 跨机器容器之间的通讯问题。
K8S 的自我修复机制使得容器集群总是运行在用户期望的状态。
三、Kubernetes的特性
1.弹性伸缩：使用命令、UI或者基于CPU使用情况自动快速扩容和缩容应用程序实例，保证应用业务高峰并发时的高可用性；业务低峰时回收资源，以最小成本运行服务。
2.自我修复：在节点故障时重新启动失败的容器，替换和重新部署，保证预期的副本数量；杀死健康检查失败的容器，并且在未准备好之前不会处理客户端请求，确保线上服务不中断。
3.服务发现和负载均衡：K8S为多个容器提供一个统一访问入口（内部IP地址和一个DNS名称），并且负载均衡关联的所有容器，使得用户无需考虑容器IP问题。
4.自动发布（默认滚动发布模式）和回滚：K8S采用滚动策略更新应用，一个更新一个Pod，而不是同时删除所有的Pod，如果更新过程中出现问题，将回滚更改，确保升级不收影响业务。
5.集中化配置管理和密钥管理：管理机密数据和应用程序配置，而不需要把敏感数据暴露在镜像里，提高敏感数据安全性，并可以将一些常用的配置存储在K8S中，方便应用程序使用。
6.存储编排：支持外挂存储并对外挂存储资源进行编排，挂载外部存储系统，无论是来自本地存储，公有云（如：AWS），还是网络存储（如：NFS、Glusterfs、Ceph）都作为集群资源的一部分使用，极大提高存储使用灵活性。
7.任务批量处理运行：提供一次性任务，定时任务，满足批量数据处理和分析的场景。
K8s解决了裸跑docker的若干痛点:
单机使用，无法有效集群
随着容器数量的上升，管理成本攀升
没有有效的容灾、自愈机制
没有预设编排模板，无法实现快速、大规模容器调度
没有统一的配置管理中心工具
没有容器生命周期的管理工具
没有图形化运维管理工具
四、Kubernetes架构
K8S 是属于主从设备模型（Master-Slave 架构），即有 Master 节点负责集群的调度、管理和运维，Slave 节点是集群中的运算工作负载节点。
在 K8S 中，主节点一般被称为 Master 节点，而从节点则被称为 Worker Node 节点，每个 Node 都会被 Master 分配一些工作负载。
Master 组件可以在群集中的任何计算机上运行，但建议 Master 节点占据一个独立的服务器。因为 Master 是整个集群的大脑，如果 Master 所在节点宕机或不可用，那么所有的控制命令都将失效。除了 Master，在 K8S 集群中的其他机器被称为 Worker Node 节点，当某个 Node 宕机时，其上的工作负载会被 Master 自动转移到其他节点上去。
| 组件 | 作用 |
| master节点 | |
| apiserver | 所有服务的访问入口 |
| controller-manager | 负责根据预设模板创建pod，维持pod等资源的副本期望数目 |
| scheduler | 负责调度pod，通过预选策略、优选策略选择最合适的node节点分配pod |
| etcd | 分布式键值对数据库，负责存储K8S集群的重要信息（持久化） |
| work node节点 | |
| Kubelet | 跟apiserver通信汇报当前node节点上的资源使用情况和状态，接受apiserver的指令跟容器引擎交互实现容器的生命周期管理 |
| Kube-proxy | 在node节点上实现pod的网络代理，维护网络规则和四层负载均衡规则，负责写入规则到iptables或ipvs实现服务映射访问 |
| 容器运行时docker | 运行容器，负责本机的容器创建和管理工作 |
五、Kubernetes工作流程
1.首先运维人员使用kubectl命令行工具向API Server发送请求，API Server接收到请求后会写入到etcd中，API Server会让Controller-manager按照预设的模板去创建pod，Controller-manager通过 API Server读取etcd中用户的预设信息，再通过API Server去找 Scheduler可以为新创建的pod选择最适合的node节点。scheduler会通过API Server在Etcd存储中心根据存储的node节点元信息、剩余资源等，用预选策略和优选策略挑选最优的node节点
2.scheduler确定node节点后通过API Server交给这个Node节点上的kubelet进行pod资源的创建，kubelet调用容器引擎交互创建pod，同时将pod监控信息通过API server存储到etcd中
3.用户访问时，通过kube-proxy负载、转发，访问相应的pod
决定创建pod清单的是Controller-manager控制器，而kubelet、容器引擎都是干活的
