趣云笔记
Kubernetes是一个容器编排平台，提供跨集群或云计算环境部署、操作和扩展容器所需的服务和管理功能，它已成为各行业组织的标准容器编排方法。对于寻求扩展容器化应用程序的组织来说尤其如此。
Kubernetes提供了一种灵活的方式来自动化、部署和管理容器工作负载。Kubernetes存储对存储管理员来说很有用，因为它可以在Kubernetes集群部署中实现不同形式的持久、有状态的数据保留，而这种部署越来越受欢迎。
什么是Kubernetes？
需要明确的是，虽然Kubernetes存储有时在云中使用，但它是与云存储独立且不同的实体。Google于2014年创建了Kubernetes平台，作为开源项目来帮助管理公司的容器部署。该平台于2016年转移到Linux基金会的云原生计算基金会（CNCF），现在是一个由所有主要公共云提供商支持的多利益相关者项目，包括Amazon Web Services (AWS)、Oracle、Microsoft Azure和Google Cloud Platform。
Kubernetes由于其可移植性，近年来已成为一项重要技术。在一个公共云中运行的相同基本Kubernetes容器可以在另一个公共云中运行，只需进行很少的更改或无需更改。这种可移植性还支持多云部署，其中 Kubernetes用于在多个云平台中协调容器部署。
云原生是另一个经常与Kubernetes直接相关的术语，部分原因是Kubernetes是云原生计算基金会的基础项目。在这种情况下，云原生是指专门为云构建的应用程序（存储或其他应用程序），而不是为数据中心构建然后移植到云。
应用程序容器提供了一种以便携式格式打包和交付应用程序的方法。Kubernetes最常用的应用程序容器类型是Docker容器。使用Kubernetes，可以部署、扩展和复制多组容器，以实现高可用性和应用程序稳定性。
Kubernetes构架原理
Kubernetes可以描述为在节点集群中使用“主从”结构，主节点充当控制中心，提供对集群运行和系统整体状态的监督。操作包括调度、扩展等操作，以及在托管运行应用程序的实际容器的从属“工作”节点之间一般编排工作负载等操作。主节点通常通过API服务器与工作节点通信。
Kubernetes架构的设计将复制和可用性作为首要任务，任何Kubernetes架构中都包含几个关键元素：
- Kube Master：这是跨不同节点进行分布式编排的主要控制点。
- Node：Node是执行Kube Master分配的任务的系统资源。
- Pod：一个或多个容器可以在一个Pod内运行，每个Pod都有自己的IP地址、网络和存储资源。
- 复制控制器/副本集：确保特定数量的Pod副本持续运行。
- 服务：服务包括用于Pod可访问性的稳定网络端点，从而实现负载平衡和服务发现等优势。
- 部署：通过简单的副本转出、回滚和扩展来简化应用程序的管理和更新。
- ConfigMaps and Secrets：该功能允许用户将配置数据和敏感信息与应用程序代码分离，从而增强安全性。
- 持久卷：允许用户存储和访问超出各个Pod生命周期的数据。
- Ingress：支持外部访问集群内的服务，充当网关并启用高级路由和SSA终结。
需要注意的是，Kubernetes允许开发人员跨集群或云计算环境部署和扩展容器。
Kubernetes持久存储原理
Kubernetes最初开发时，主要用于没有持久存储需求的无状态应用程序。然而，现代Kubernetes却是另一回事，它完全能够管理有状态应用程序和持久存储。
在Kubernetes存储方面，有几个重要概念需要理解。首先是容器存储接口（CSI），它是存储系统的连接点。此外，Pod内还有存储支持功能，例如持久存储对象，可用于请求和连接到存储。
容器存储接口
CSI是Kubernetes的一项相对较新的补充，但它极大地简化了存储管理和连接。在CSI之前，存储设备驱动程序必须直接与核心Kubernetes代码集成，这是启用新存储设备的一个更耗时的过程。CSI提供了可扩展的插件架构，具有多种优势。
容器存储接口的关键元素包括以下内容：
- 可扩展插件框架：存储驱动程序是未硬编码到Kubernetes中的插件。
- 更新：CSI使存储硬件和软件供应商能够更轻松地更新驱动程序。
- 安全性：借助CSI，由于Kubernetes和存储之间的抽象更加清晰，安全保证得到了改善。
Kubernetes持久存储对象
虽然CSI提供了一种将存储设备连接到Kubernetes集群的方法，但Kubernetes应用程序仍然需要支持来访问存储。为此，定义持久存储对象有几个关键概念：
- Pod： Pod可用于将持久存储卷挂载到容器中。
- PersistentVolumeClaim (PVC)：当应用程序发出存储请求时，它会被创建为PVC，这使得存储卷可以在Pod中使用。PVC可以手动配置，也可以通过策略动态配置。
- PersistentVolume (PV)： PV是Kubernetes中定义持久存储的管理对象，PV提供指向通过容器存储接口连接的实际物理存储的指针。
- StorageClass： StorageClass对象是具有相同特征的PV的集合，使应用程序能够为给定的部署提取正确类型的存储。
- StatefulSet：由于Kubernetes是为了实现弹性而构建的，StatefulSet对象运行可配置数量的Pod副本，每个Pod从PVC模板获取自己的PVC。每个Pod都有一个稳定的身份，并且可以放大或缩小。
Kubernetes的优势
Kubernetes为寻求升级容器化应用程序管理流程的组织提供了几个关键优势：
- 可扩展性：由于Kubernetes可以自动跨集群扩展和分配工作负载，因此应用程序可以保持高可用性，同时满足增加的工作负载需求。
- 自动化： Kubernetes的基础设施和应用程序配置是声明式定义的，就像使用特定指令一样。这允许简单的复制、版本控制和自动化。
- 效率： Kubernetes可以通过优化资源分配、降低成本和最大化性能来提高资源效率。
- 容器可移植性：通过有效地忽略底层应用程序基础设施，Kubernetes应用程序可以跨不同环境运行，这对于使用包括本地数据中心和云资源的混合网络设置的组织来说是一个特别有价值的好处。
- 自我修复：当Kubernetes发现出现故障的容器时，它可以自动重新启动甚至替换它，从而增加弹性和容错能力。
- 社区支持：作为一种开源资源，Kubernetes受益于不断发展的社区投入、新插件以及最新工具和最佳实践。
总结
如今，Kubernetes是一项快速发展的技术，已受到云供应商和企业等的欢迎，以实现更敏捷和可扩展的应用程序交付形式。而通过正确实施Kubernetes存储配置，许多应用程序可以创建和访问数据库和应用程序数据，从而实现更高的速度和效率。
