Kubernetes 核心组件原理梳理，运维必备~-技术圈

1. 核心组件原理 —— pod 核心原理

1.1 pod 是什么

pod 也可以理解是一个容器，装的是 docker 创建的容器，也就是用来封装容器的一个容器；
pod 是一个虚拟化分组，有自己的 IP 地址和主机名 hostname，利用 namespace 进行资源隔离，相当于一台独立沙箱环境；
pod 相当于一台独立主机，内部可以封装一个或多个容器(通常是一组相关的容器)，内部容器之间访问采用 localhost。

1.2 pod 用来干什么

通常情况下，在服务部署的时候，使用 pod 来管理一组相关的服务(一个 pod 中要么部署一个服务，要么部署一组有关系的服务)。如下图是部署了一组有关系的服务的结构图，其中 C 表示容器(container)，下面的 pod 里就有很多个容器。

如何理解一组相关的服务？

如下图：有一个请求是访问 Nginx，然后部署了 Nginx 的容器就把请求转发给部署了 web 服务的容器，web 再访问数据库，然后请求会依次返回来数据，最后再返回给用户。

因此在链式调用的调用链路上的服务叫做一组相关的服务。

1.3 实现 web 服务集群

只需要复制多个 pod 的副本即可，这也是 k8s 管理的先进之处。k8s 如果要进行扩容或缩容，只需要控制 pod 的数量即可。比如上面那个部署模式，服务集群就是复制多个这样的 pod。

1.4 pod 底层网络和数据存储是如何进行的

前面说过 pod 内部的容器也是一个独立的沙箱环境，因此也有自己的 ip 和端口。如果内部容器还是通过 ip:port 来通信，相当于还是远程访问，这样的话性能会受到一定的影响。如何提高内部容器之间访问的性能呢？

pod 底层

pod 内部容器创建之前，必须先创建 pause 容器。pause 有两个作用：共享网络和共享存储。
每个服务容器共享 pause 存储，不需要自己存储数据，都交给 pause维护。
pause 也相当于这三个容器的网卡，因此他们之间的访问可以通过 localhost 方式访问，相当于访问本地服务一样，性能非常高（就像本地几台虚拟机之间可以 ping 通）。

2. ReplicaSet 副本控制器

2.1 副本控制器基本理解

作用：管理控制 pod 副本（服务集群）的数量，以使其永远与预期设定的数量保持一致。

例如：replicas = 3 （创建 3 个副本，这是提前设置好的）

当副本设置为 3 时，副本控制器将会永远保证副本数量为 3。因此当有 pod 服务宕机时（如上面第 3 个 pod），那副本控制器会立马重新创建一个新的 pod，就能够保证副本数量一直为预先设定好的 3 个。

2.2 ReplicaSet 和 ReplicationController 的区别

ReplicaSet 和 ReplicationController 都是副本控制器，其中：

相同点：都有前面 2.1 节所描述的功能
不同点：标签选择器的功能不同。ReplicaSet 可以使用标签选择器进行单选和复合选择；而 ReplicationController 只支持单选操作。

什么意思呢？

假设下面有下面两个不同机器上的 Node 结点，如何知道它们的 pod 其实都是相同的呢？答案是通过标签。

给每个 pod 打上标签 ( key=value 格式，如下图中的 app=web, release=stable，这有两个选项，相同的pod副本的标签是一样的)，于是副本控制器可以通过标签选择器 seletor 去选择一组相关的服务。

一旦 selector 和 pod 的标签匹配上了，就表明这个 pod 是当前这个副本控制器控制的，表明了副本控制器和 pod 的所属关系。如下图中 seletor 指定了 app = web 和 release=stable 是复合选择，要用 ReplicaSet 才能实现若用 ReplicationController 的话只能选择一个，如只选择匹配app=web标签。这样下面的 3 个 pod 就归这个副本控制器管。