docker+k8s简介
容器是镜像的可运行实例。容器是您机器上的沙盒进程,与主机上的所有其他进程隔离。总而言之,一个容器:
运行容器时,它使用隔离的文件系统。此自定义文件系统由 容器映像 提供。由于镜像包含容器的文件系统,它必须包含运行应用程序所需的一切——所有依赖项、配置、脚本、二进制文件等。镜像还包含容器的其他配置,例如环境变量、运行的默认命令、和其他元数据。
Docker 可以让开发者打包他们的应用以及依赖包到一个轻量级、可移植的容器镜像中,然后发布到任何流行的 Linux 机器上,也可以实现虚拟化。
容器是完全使用沙箱机制,相互之间不会有任何接口(类似 iPhone 的 app),更重要的是容器性能开销极低。
如果说以 Docker 为代表的容器引擎将软件的发布流程从分发二进制安装包转变为直接分发虚拟化后的整个运行环境,令应用得以实现跨机器的绿色部署;那以 Kubernetes 为代表的容器编排框架,就是把大型软件系统运行所依赖的集群环境也进行了虚拟化,令集群得以实现跨数据中心的绿色部署,并能够根据实际情况自动扩缩。
以容器构建系统
自从 Docker 提出“以封装应用为中心”的容器发展理念,成功取代了“以封装系统为中心”的 LXC 以后,一个容器封装一个单进程应用已经成为被广泛认可的最佳实践。然而单体时代过去之后,分布式系统里应用的概念已不再等同于进程,此时的应用需要多个进程共同协作,通过集群的形式对外提供服务,以虚拟化方法实现这个目标的过程就被称为容器编排(Container Orchestration)。
容器之间顺畅地交互通信是协作的核心需求,但容器协作并不仅仅是将容器以高速网络互相连接而已。如何调度容器,如何分配资源,如何扩缩规模,如何最大限度地接管系统中的非功能特性,让业务系统尽可能免受分布式复杂性的困扰都是容器编排框架必须考虑的问题,只有恰当解决了这一系列问题,云原生应用才有可能获得比传统应用更高的生产力
Docker 设计的 Dockerfile 只允许有一个 ENTRYPOINT,这并非无故添加的人为限制,而是因为 Docker 只能通过监视 PID 为 1 的进程(即由 ENTRYPOINT 启动的进程)的运行状态来判断容器的工作状态是否正常,容器退出执行清理,容器崩溃自动重启等操作都必须先判断状态。设想一下,即使我们使用了 supervisord 之类的进程控制器来解决同时启动 Nginx 和 Filebeat 进程的问题,如果因某种原因它们不停发生崩溃、重启,那 Docker 也无法察觉到,它只能观察到 supervisord 的运行状态,
在想要创建的 Kubernetes 对象对应的 .yaml 文件中,需要配置如下的字段:
也需要提供对象的 spec 字段。对象 spec 的精确格式对每个 Kubernetes 对象来说是不同的,包含了特定于该对象的嵌套字段。 Kubernetes API 参考 能够帮助我们找到任何我们想创建的对象的 spec 格式。
Deployment 为 Pod 和 ReplicaSet 提供了一个声明式定义(declarative)方法,用来替代以前的ReplicationController 来方便的管理应用。典型的应用场景包括:
“Service” 简写 “svc”。如上文提到的,Pod不能直接提供给外网访问,而是应该使用service。Service就是把Pod暴露出来提供服务,Service才是真正的“服务”,它的中文名就叫“服务”。Service代理Pod集合,对外表现为一个访问入口,访问该入口的请求将经过负载均衡,转发到后端Pod中的容器。
k8s使用service还有一个原因。一般而言,k8s每创建一个新的Pod,它的ip地址都是不一样的,一个Service与特定的一个或者一组Pod挂钩,即使Pod挂掉了,k8s又创建了新的特定的Pod,Service仍然与这个新的Pod挂钩,这样,Pod的ip不一样了,哪怕端口也不一样了,仍然能通过Service来获取Pod所提供的服务。
Service是如何保持这种与特定Pod绑定的关系的呢?那就是“Label”和“Label Selector”,可以给Pod分配特定的Label,然后配置Service,通过“Lable Selector”选择具有这些特定“Label”的Pod来接受请求、提供服务。
为容器设定最大的资源配额的做法从 cgroups 诞生后已经屡见不鲜,但你是否注意到 Kubernetes 给出的配置中有limits和requests两个设置项?这两者的区别其实很简单:requests是给调度器用的,Kubernetes 选择哪个节点运行 Pod,只会根据requests的值来进行决策;limits才是给 cgroups 用的,Kubernetes 在向 cgroups 的传递资源配额时,会按照limits的值来进行设置。
docker 和 k8s 面试总结
花了大半个月对k8sdocker进行了梳理,包括之前读过的书,官方文档以及kd在公司项目的实践等。
以下是个人对docker k8s 面试知识点的总结:
1 docker
常见面试题如下 每一点可根据回答进行适当深入
1.1 什么是docker
docker和传统linux的差异?
容器和镜像的区别?
如何理解docker的缓存机制?
1.2 docker 网络模型是什么?有何局限
docker的网络基础是什么?
docker的网络模型是?有什么局限?
docker如何实现容器间通信的?
1.3 docker 基础命令
cmd和entryPoint差异?
copy和add的差异?
简单讲下swam/compose?
2 kubernetes
常见面试题如下 每一点可根据回答进行适当深入
2.1 什么是k8s?
1 为什么用k8s 解决了什么问题?
2 k8s有哪些组件,有什么作用?【同:Master节点和Node节点都用哪些组件】
3 可以简单说下Node Pod container 之间的关系吗? 【可引入2.2/2.3对Pod SVC的考察】
4 什么是SVC可以简单描述下吗?【可引入2.3对SVC的考察】
5 可以简单讲下k8s的网络模型吗?
6 Pod SVC Node Container 之间如何相互访问
7 swarm和k8s如何选择?
2.2 考察Pod
静态Pod和普通Pod的差异?
简单讲下Pod的生命周期重启策略呢?
- 不同组件对Pod的重启策略要求一样吗?
如何检查Pod的健康状态?哪2种探针?
- 2种探针的实现方式
简单说下Pod的调度方式?
2.3 考察SVC
SVC有哪4种类型
2.4 k8s网络模型
DNS和Iptables在k8s中的运用?有何差异
- k8s如何解决多机器部署容器的网络问题?
Pod SVC Node Container 之间如何相互访问
3 参考答案
答案是根据所在公司项目结合自己的理解给出的答案 不一定完全准确但在面试中要做到有理有据突出自己的思路即可。
4 docker
问题和答案 如下
4.1 什么是docker?
通常问这个问题主要在于考察候选人是否真正了解过docker,很多人项目中都有用到docker,真正去了解过概念,架构的不多。从而来辨别简历上的熟悉/了解docker的水分。
如果这个都无法回答,那么接下来的docker考察也就毫无意义了,此问题通常也会结合以下问题来进行考察。
docker和传统linux的差异?
docker都有哪些核心组件?
可以简单说下docker的架构吗?
容器和镜像的区别?
docker是什么: Docker是一个可以把开发的应用程序自动部署到容器的开源引擎。
docker和VM差异: docker是一个应用层的抽象,容器之间通过网络命名空间进行隔离,多个容器共享同一个操作系统内核。VM是对物理硬件层的抽象,每个VM都包含独立的操作系统,重且启动缓慢。VM主要为了提供系统环境,容器主要是为了提供应用环境。
docker组件: docker引擎【包含Docker客户端服务端】,docker镜像,docker容器,Registry【镜像仓库】
docker的架构: C/s架构
容器和镜像的区别: 镜像是一个只读模板,包括运行容器所需的数据,其内容在构建之后就不会被改变,可以用来创建新的容器。 镜像由多个只读层组成,容器在只读层的基础上多了一个读写层。
4.2 docker 网络模型是什么?有何局限
这里也经常会结合K8s网络原理进行考察,以及如下几个考点
docker的网络基础是什么?
docker的网络模型是?有什么局限?
docker如何实现容器间通信的?
Docker网络基础: Docker是在操作系统层上对应用的抽象,使用网络命名空间来对不同容器之间进行网络隔离,用Veth设备对来进行容器之间的通讯。
docker的网络模型: 有4种网络模型 分别是Bridge Container host none 默认使用bridge网络模型,容器的初次启动会虚拟化出来一个新的网卡名为docker0,在多机器部署下docker0地址可能会冲突。所以docker对多机部署支持的不够友好。
4.3 docker 基础命令
出现频率较高的为以下几条命令的考察
cmd和entry差异?
copy和add的差异?
docker-compose docker swarm?
CMD ENTRYPONIT
都是容器操作指令:
CMD 用于指定容器启动时候默认执行的命令。可以被docker run指定的启动命令覆盖。ENTRYPONIT 指令可让容器以应用程序或者服务的形式运行。一般不会被docker run指定的启动命令覆盖。dockerfile中的多个CMD ENTRYPONIT只有最后一个会生效。
注意区别docker run 和RUN 一个是容器启动命令,一个是镜像构建时候所用。
copy add
ADD COPY 选取目标文件复制到镜像当中。是针对镜像的指令,唯一差别在于add源文件可以支持url且可以对压缩文件进行解压操作。而copy针对的是当前构建环境。
docker-compose docker swarm
使用Docker compose可以用YAML文件来定义一组需要启动的容器,以及容器运行时的属性。docker-compose用来对这一组容器进行操作。
docker swarm 原生的Docker集群管理工具,依赖docker本身,很多重要功能依赖团队二次开发。且社区不够活跃,一般公司生产环境会选择k8s,个人项目或者容器数量较少可选swarm,只需要docker即可完成,相对较轻。
5 kubernetes
5.1 什么是k8s?
对k8s的考察一般逃不过这样入门级的问题,针对入门级的问题,面试官可能也会针对如下几个点进行考察,在候选人答出来的基础上,选择其中一个进行深入。
为什么用k8s 解决了什么问题?
k8s有哪些组件,有什么作用?
可以简单说下Node Pod container 之间的关系吗? 【进一步可对Pod SVC细节进行考察】
什么是SVC可以简单描述下吗?【可引对SVC的考察】
可以简单讲下k8s的网络模型吗?【可以和docker网络模型结合考察】
Pod SVC Node Container 之间如何相互访问【衍生 外部环境如何访问k8s】
swarm和k8s如何选择?
1 什么是k8s 为什么用k8s:
一个开源的容器集群管理平台【容器编排工具】,可提供容器集群的自动部署,扩缩容,维护等功能。分为管理节点Master和工作节点Node。在我们的项目中主要解决了环境一致性的问题,通过CI/CD使得运维部署变得简单起来,以及自动部署,故障监控,自动扩缩容。可以提升开发效率。
2 k8s有那些组件:
etcd保存了整个集群的状态;
apiserver提供了资源操作的唯一入口,并提供认证、授权、访问控制、API注册和发现等机制;
controller manager负责维护集群的状态,比如故障检测、自动扩展、滚动更新等;
scheduler负责资源的调度,按照预定的调度策略将Pod调度到相应的机器上;
kubelet负责维护容器的生命周期,同时也负责Volume(CVI)和网络(CNI)的管理;
Container runtime负责镜像管理以及Pod和容器的真正运行(CRI);
kube-proxy负责为Service提供cluster内部的服务发现和负载均衡;
3 NodePodcontainer之间的关系:Node一般指工作节点包含多个Pod Pod中包含多个Container,Pod中的container共享同一个网络命名空间。
4 什么是SVC: SVC是对一组功能相似的Pod资源的抽象,相当于一组服务的负载均衡。
5 k8s的网络模型:IP-Per-Pod 每个Pod有独立的Ip地址,无论是否处于同一个Node节点,Pod可以通过IP相互访问,且Pod和容器的地址和外部看到的地址是同一个地址。
6 Pod SVC Node Container 之间如何相互访问:
同Pod内的容器:同一个Pod的容器共享同一个网络命名空间可以直接进行通讯
同Node内不同Pod的容器:多个Pod都关联在同一个Docker0网桥上,通过docker0网桥完成相互通讯。
不同Node内Pod的容器:不同Node上的docker0可能会相同,PodIP和docker0是同网段的,所以需要将PodIP和NodeIP进行关联且保障唯一,不同Pod之间的数据通过物理机的端口进行转发即可完成通讯。
7: k8s 和docker swarm如何选择: :
5.2 对SVC的考察
SVC是k8s中的核心概念 这里涉及知识点众多 常见的面试考点如下
什么是SVC? 如何创建SVC?
使用SVC创建多个副本和使用RC创建多个副本有什么差异?
SVC有哪几种类型?
SVC 负载分发策略有那些?
集群外如何访问SVC?
SVC: 是对一组功能相似的Pod资源的抽象,相当于一组服务的负载均衡。可以使用配置文件的方式创建也可以使用命令创建kubectl expose
SVC和RC提供服务的差距: RC创建的服务PodIP可能会变。SVC提供的clusterIP不会。通过Iptables的NAT转换重定向到本地端口,在均衡到后端Pod。
svc的几种类型: ClusterIp/NodePort/LoadBalancer/ExternalName
ClusterIp 默认类型 分配的一个虚拟地址,内部可以相互访问,外部不行
NodePort 将SVC端口号映射到物理机
LoadBalancer 基于NodePort,云服务商在外部创建了一个负载均衡到Pod
ExternalName 将外部地址经过集群内部的再一次封装(实际上就是集群DNS服务器将CNAME解析到了外部地址上),实现了集群内部访问即可。
svc负载分发策略: RoundRobin/SessionAffinity/自定义实现【基于标签选择器】
集群外部访问: 端口映射到物理机即可
5.2 Pod考察
Pod和静态Pod的区别
生命周期和重启策略 【这里可扩展 不同控制器对Pod的重启策略要求】
Pod如何健康检查?
Pod的调度方式?【扩展调度算法】
Pod如何扩缩容?【扩展 RC和RS的差异】
答案
待补充 --详见 《k8s权威指南》读书笔记
5.3 基础原理类考察
主要考察对基本组件的理解 和原理分析
API Server
Controller Manager【Replication Controller/Node Controller/ResourceQuota Controller/Namespace Controller/SVC Controller Endpoint Controller】
Scheduler
Kubelet 【Pod健康检查 资源监控】
Kube-Proxy
k8s-DNS Iptables差异
k8s中Ingress是什么
简述k8s中的如下属性及其作用resources tolerations affinity
k8s中pod、rs、deployment、hpa的基本概念,以及他们之间的关系
答案
待补充 --详见 《k8s权威指南》读书笔记
5.4 网络原理类考察
主要考察对基本组件的理解 和原理分析
k8s的网络模型是什么?
Docker的网络基础是什么?
Docker的网络模型和局限?
k8s的网络组件之间是如何通讯的?
外部如何访问k8s集群?
有那些开源组件支持k8s网络模型?
K8S 和 Docker 关系简单说明
本篇文章目的:让你更全面了解k8s概念,以及学到在工作中常用的操作。整体更偏向于原理和应用。在正式开始k8s之前,我们先看看k8s和Docker的关系,分别从虚拟化角度、部署方式角度叙述why use容器,话不多说,开干。
目前发现并没有将kubernetes和Docker技术产生背景和需求进行比较的文章,本文从最纯正的官方定义角度出发并展开,阐述二者产生背景及与传统技术对比。
简要介绍:
官方定义1: Docker是一个开源的应用容器引擎,开发者可以打包他们的应用及依赖到一个可移植的容器中,发布到流行的Linux机器上,也可实现虚拟化。
官方定义2: k8s是一个开源的容器集群管理系统,可以实现容器集群的自动化部署、自动扩缩容、维护等功能。
与传统技术对比:
接下来我们看两张经典的图:
一、从虚拟化角度:
上图是Docker容器(可用k8s管理的玩意儿)与传统虚拟化方式的不同之处:传统的虚拟技术在将物理硬件虚拟成多套硬件后,需要在每套硬件上都部署一个操作系统,接着在这些操作系统上运行相应的应用程序。而Docker容器内的应用程序进程直接运行在宿主机(真实物理机)的内核上,Docker引擎将一些各自独立的应用程序和它们各自的依赖打包,相互独立直接运行于未经虚拟化的宿主机硬件上,同时各个容器也没有自己的内核,显然比传统虚拟机更轻便。每个集群有多个节点,每个节点可运行多个容器,我们的kuberbete就是管理这些应用程序所在的小运行环境(container)而生。
二、从部署角度
注意,大家别把这幅图与上面Docker的那张图混淆了,图1是从虚拟化角度,说明了为应用提供必要的运行环境所需要做的虚拟化操作(即:传统:虚拟出的虚拟机装操作系统、Docker:容器引擎管理下的容器)。
而图2是在这些具体运行环境上进行真实应用部署时的情况,传统方式是将所有应用直接部署在同一个物理机器节点上,这样每个App的依赖都是完全相同的,无法做到App之间隔离,当然,为了隔离,我们也可以通过创建虚拟机的方式来将App部署到其中(就像图1上半部分那样),但这样太过繁重,故比虚拟机更轻便的Docker技术出现,现在我们通过部署Container容器的技术来部署应用,全部Container运行在容器引擎上即可。既然嫌弃虚拟机繁重,想用Docker,那好,你用吧,怎么用呢?手动一个一个创建?当然不,故kubernetes技术便出现了,以kubernetes为代表的容器集群管理系统,这时候就该上场表演了。
说白了,我们用kubernetes去管理Docker集群,即可以将Docker看成Kubernetes内部使用的低级别组件。另外,kubernetes不仅仅支持Docker,还支持Rocket,这是另一种容器技术。希望我这篇文章中简单的描述能让你对两者有所理解和认识。
到此这篇关于k8s和Docker关系简单说明的文章就介绍到这了。
以上就是本次分享的全部内容,现在想要学习的程序员欢迎关注六星社区,获取更多技能与教程。
docker和k8s的关系
概念:
官方定义1: Docker是一个开源的应用容器引擎,开发者可以打包他们的应用及依赖到一个可移植的容器中,发布到流行的Linux机器上,也可实现虚拟化。
官方定义2: k8s是一个开源的容器集群管理系统,可以实现容器集群的自动化部署、自动扩缩容、维护等功能。
docker一般是和传统的虚拟技术对比
传统的虚拟技术:将物理硬件虚拟成多套硬件后,需要在每套硬件上都部署一个操作系统,接着在这些操作系统上运行相应的应用程序,非常重。
docker:Docker容器内的应用程序进程直接运行在宿主机(真实物理机)的内核上,Docker引擎将一些各自独立的应用程序和它们各自的依赖打包,相互独立直接运行于未经虚拟化的宿主机硬件上,同时各个容器也没有自己的内核,显然比传统虚拟机更轻便。
K8s:每个集群有多个节点,每个节点可创建多个容器,kuberbete就是管理这些应用程序所在的小运行环境(container)而生。
在一般的认知中,Kubernetes 和 Docker 是互补关系:
Docker 源于 Linux Container,可以将一台机器的资源分成 N 份容器,做到资源的隔离,并将可运行的程序定义为标准的 docker image;Kubernetes 则可以把不同机器的每份容器进行编排、调度,组成分布式系统。
近几年,Kubernetes 已经成为自有机房、云上广泛使用的容器编排方案,最广泛的使用方式是 Kubernetes+Docker。从 DevOps 人员的角度,一面用 kubectl 命令、k8s API 来操作集群,一面在单机用 docker 命令来管理镜像、运行镜像。
单独用 docker 的情况,在一些公司的场景里面也是有的。一种场景是“只分不合”,把一台机器用 docker 做资源隔离,但是不需要将多容器“编排”。
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k8s的主要功能
一、什么是k8s,k8s都有什么功能?
k8s是一个docker容器管理工具
二、k8s的核心功能
k8s最适合跑微服务架构
创建一个rc yaml文件
升级 kubectl rolling-update nginx -f nginx-rc1.15.yaml --update-period=10s
这个是rc的资源升级命令 --update-period=10s这个是10.秒更新一个pod资源
回滚 kubectl rolling-update nginx2 -f nginx-rc.yaml --update-period=1s
这个是回滚的命令,如果升级的新版本有问题就马上回滚到上个稳定的版本中
service帮助pod暴露端口
创建一个service
修改nodePort范围
service默认使用iptables来实现负载均衡, k8s 1.8新版本中推荐使用lvs(四层负载均衡)
创建deployment
kubeadm安装k8s1.13 - 技术之路
namespace做资源隔离
pv: persistent volume 全局的资源 pv,node
pvc: persistent volume claim 局部的资源(namespace)pod,rc,svc
上传yaml配置文件,创建pv和pvc