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本文介绍了一些基本的 Kubernetes（K8S）概念和组件，并提供了一些简单的部署和管理示例。

由于篇幅有限，且 K8S 是一个非常庞大和复杂的系统，本文仅介绍了一些基础功能，并忽略了部分细节。

Kubernetes （K8S） 是什么

它是一个开源的，工业级的容器编排引擎，用来对容器化应用在集群中进行自动化部署、扩缩容和管理。k8s 这个缩写是因为 k 和 s 之间有八个字符的关系。主要特性有高可用、方便的伸缩扩展、提供负载均衡等。

容器是一种把应用程序和它所需要的所有东西打包在一起的技术，这样就可以在不同的环境中运行，而不用担心出现各种问题。

为什么需要 K8S

当应用只需要在单台机器上运行时，使用 docker 和 docker-compose 就可以轻松实现部署和管理。但是，当应用的规模不断扩大，需要在成百上千台机器上运行时，使用传统的管理方式会变得非常繁琐和复杂，而 K8S 可以提供集中式的管理，轻松实现高可用、高性能、高扩展等目标。

K8S 基础知识

基本架构

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由两部分组成：控制平面（Control Plane，以前把运行控制平面的节点称为 master）和计算节点（Node，以前又称 worker）。控制平面负责管理集群中的节点和容器，计算节点是运行容器化应用程序的工作机器。

Pod

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Pod 是 Kubernetes 的最小调度单元，包含一个或多个的容器。同一个 Pod 里的容器共享运行环境，具有集群内唯一的 IP 地址。每个计算节点上可以运行多个 Pod。

Deployment

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当你需要用到多个 Pod 时，直接管理很不方便。而 Deployment 为 Pod 提供声明式的更新能力，只需要描述 Deployment 中的目标状态并定义 Pod 模板，控制器就会自动维持集群内实际状态与期望状态一致，同时还可以配置滚动更新等策略。在 Deployment 中，所有 Pod 都是相互等价且可被替换的。

除了 Deployment 外，K8S 还提供 StatefulSet、DaemonSet、Job 等工作负载资源，用于管理满足不同需求的 Pod。

Service

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前面说到，Deployment 中的 Pod 是相互等价且可被替换的，当 Pod 重建时，其 IP 会发生变化。而 Service 可以通过 label 关联对应的 Pod，其 IP 不会因为 Pod 重新创建而改变，可对集群外部提供服务，同时还提供负载均衡等能力。

Ingress

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Ingress 是对反向代理的抽象，提供应用层流量的路由能力，功能类似 Nginx。

ConfigMap & Secret

对于应用程序的配置文件，我们可以使用 ConfigMap 进行管理。

Secret 类似于 ConfigMap 但专门用于保存机密数据，需要注意的是，默认情况下 K8S Secret 未加密地保存在服务器中。

PV & PVC

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Pod 的生命周期是短暂的，当我们需要持久化数据时，可以挂载数据卷。PV（Persistent Volume）描述了已有数据卷的具体信息，例如磁盘大小等。PVC（Persistent Volume Claim）描述了 Pod 希望使用的 PV 属性，Controller 会根据它寻找适合的 PV。

Label & Annotation

我们可以使用标签（Label）和注解（Annotation）为资源添加额外的信息，通常来说标签定义的是 K8S 对象的元数据，可以被标签选择器所使用，注解定义的是用户附加的信息，如构建信息等，也用于一些 Controller 的功能扩展。

除了上面提到的以外，K8S 还有命名空间、污点与容忍等等功能，也有 Helm 这样的工具用于快速在集群中安装一些软件，功能和生态都非常丰富～

Kubectl

Kubectl 是管理 K8S 集群的命令行工具，部分常用的命令如下：

kubectl get <类型> <名称> -n <空间> -o <格式> # 查看资源详情
kubectl apply –f <文件/文件夹> # 应用指定的文件/文件夹中的资源
kubectl delete <类型> <名称> -n <命名空间> # 删除指定的资源

kubectl api-resouces # 查看集群内支持资源列表
kubectl explain <资源>.<字段>  # 查看资源说明，快速查文档
kubectl exec # 在 pod 中对应容器执行命令

K8S 部署应用

接下来我们将尝试使用 K8S 部署一个简单的 Web 应用（以 Nginx 为例），首先编写我们需要的 yaml 文件：

# _namespace.yaml
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
  name: k8s-test

# deployment.yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: app 
  namespace: k8s-test
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: k8s-test
  template:
    metadata:
      labels:
        app: k8s-test
    spec:
      containers:
      - name: app
        image: nginx:1.14.2
        ports:
          - name: http
            containerPort: 80

# service.yaml
kind: Service
apiVersion: v1
metadata:
  name: app
  namespace: k8s-test
spec:
  selector:
    app: k8s-test
  type: ClusterIP
  ports:
  - name: http
    port: 80
    targetPort: 80
    protocol: TCP

# ingress.yaml
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: app
  namespace: k8s-test
spec:
  rules:
  - host: <your host>
    http:
      paths:
      - pathType: Prefix
        path: /k8s-test
        backend:
          service:
            name: app
            port: 
              number: 80

然后，只要kubectl apply -f <文件名>一下，我们的应用就会被创建并部署啦～

总结

K8S 可以管理大量的容器化应用，确实是非常强大的工具。如果你对后端运维、云原生技术感兴趣，请一定不要错过它！如果你只是想简单体验，可以使用各大云厂商提供的 K8S 集群服务，用起来也是非常的方便！