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什么是 Kubernetes（K8s）？
Kubernetes（简称 K8s） 是一个用来管理容器的开源工具，它可以自动化部署、扩展和管理容器化应用。简单来说，K8s 就是一个“容器管家”，负责确保你的应用程序能够在容器中高效地运行，无论是部署 1 个容器，还是部署 1000 个容器，它都能轻松管理。
通俗比喻：K8s 是容器世界的总管家
想象你在一家餐厅：
- 每个容器是一个“厨师”，负责做某道菜（运行一个任务）。
- 你有几十甚至上百位厨师（容器），可能在不同的厨房（服务器）工作。
- 你需要一个总管家（K8s）：
- 安排厨师到不同厨房（分配容器到服务器）。
- 如果有厨师病倒（容器宕机），立刻派另一个厨师顶替（自动恢复）。
- 根据顾客需求多派厨师（扩展容器），或者减少厨师（缩减容器）。
- 确保厨师有足够的食材（资源管理），同时不会互相抢食材。
K8s 就是这个“总管家”，让你的容器化应用高效、可靠地运行。
K8s 的核心概念
K8s 有几个关键组件和术语，理解它们后，你就能看清它的工作原理。
1. 容器和 Pod
- 容器：每个容器是一个独立的小环境，用来运行你的应用程序。
- Pod：K8s 管理的最小单位是 Pod，一个 Pod 可以包含一个或多个容器。
通俗解释
Pod 就像一个“工作组”，里面的容器（成员）一起协作完成某个任务。如果只有一个容器，Pod 就像一个人的单人小组。
2. 节点（Node）
- 节点是运行 Pod 的服务器，可以是物理机或虚拟机。
- 每个节点都由 K8s 管理，负责执行分配的任务。
通俗解释
节点就是一个“厨房”，负责给厨师（Pod）提供工作环境。一个餐厅（K8s 集群）可以有多个厨房。
3. 主节点（Master Node）和工作节点（Worker Node）
- 主节点：负责分配任务和调度 Pod。
- 工作节点：负责实际运行 Pod。
通俗解释
主节点是“指挥中心”，工作节点是“干活的工人”。
4. 控制器
- K8s 的控制器负责监控你的应用，并在需要时采取行动（比如自动扩展、重新启动失败的 Pod）。
通俗解释
控制器就像一个“巡逻队”，不断检查有没有厨师罢工（Pod 挂掉）或者顾客需求变化，然后调整人员安排。
5. 服务（Service）
- 服务是为 Pod 提供的统一访问接口，负责把用户请求转发到正确的 Pod。
通俗解释
服务就像一个“接待员”，负责把顾客的订单（请求）送到正确的厨师（Pod）。
K8s 的主要功能
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自动化部署
- 你只需告诉 K8s 想要运行哪些容器和数量，它会自动分配到可用的节点上。
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自愈能力
- 如果某个容器出现问题，K8s 会自动重新启动或替换。
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负载均衡
- 当有多个容器提供相同服务时，K8s 会自动分配请求，确保每个容器负担均衡。
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自动扩展
- 根据实际需求，K8s 可以动态增加或减少容器数量。
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存储管理
- 它能帮助容器管理数据存储，比如把数据保存到云存储或本地磁盘中。
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滚动更新
- 当你升级应用时，K8s 可以逐步替换旧版本容器，确保服务不中断。
K8s 是如何工作的？
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声明你的目标
- 你告诉 K8s：“我要运行 10 个容器，每个容器都用这个镜像。”
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K8s 安排任务
- K8s 分析当前的资源，决定在哪些节点运行这些容器。
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监控和维护
- K8s 不断检查这些容器的状态。如果某个容器挂掉，它会自动重启；如果负载增加，它会自动增加更多容器。
K8s 的使用场景
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大规模应用管理
- 如果你有上百个容器和几十台服务器，手动管理几乎不可能，K8s 帮你自动化这些操作。
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高可用系统
- K8s 能快速恢复故障，确保你的应用始终在线。
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微服务架构
- K8s 非常适合运行由多个小服务组成的系统（比如电商网站的订单服务、用户服务等）。
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多租户系统
- 如果多个团队共享同一个服务器资源，K8s 可以为每个团队提供隔离环境。
K8s 的优点
- 自动化管理：
- 无需手动启动或停止容器，K8s 自动完成。
- 高扩展性：
- 可以轻松管理从几个容器到上万容器的系统。
- 跨平台：
- 支持在云平台（AWS、Google Cloud）或本地服务器上运行。
- 高可用性：
- 具备自愈能力和滚动更新机制，确保系统稳定运行。
K8s 的局限性
- 学习曲线陡峭：
- 对初学者来说，理解和配置 K8s 可能需要时间。
- 复杂性：
- K8s 功能强大，但也引入了额外的复杂性，尤其是在小规模系统中。
- 资源开销：
- 运行 K8s 集群需要一定的硬件资源，管理成本较高。
K8s 的通俗总结
- Kubernetes 是一个容器“管家”，专门用来管理容器化应用。
- 它能帮你安排容器在哪运行、怎么扩展，以及在出问题时自动恢复。
- Kubernetes 非常适合用在云环境、微服务架构和大规模应用中。