K8S学习圣经：大白话说K8S底层原理，14W字实现K8S自由

Kubernetes（简称K8s）是一个开源的容器编排系统，用于自动化容器化应用程序的部署、扩展和管理。它提供了一种简单的方式来部署、扩展和管理容器化应用程序，使得开发人员能够更加专注于应用程序本身。本文将用大白话的方式详细讲解Kubernetes的底层原理，帮助读者实现K8s自由。

一、K8s基本概念

1. 容器：容器是一种轻量级的虚拟化技术，它允许应用程序在不同的环境中拥有相同的运行环境。每个容器都包含应用程序及其依赖项，使得应用程序可以在任何地方以一致的方式运行。
2. Pod：Pod是Kubernetes的最小部署单元，它包含一个或多个容器。Pod共享存储、网络和运行环境，它们可以被一起部署和管理。
3. Service：Service是Kubernetes中的一种资源对象，它用于将多个Pod暴露给外部访问。Service提供了一个单一的入口点来访问多个Pod。
4. Label：Label是一种键值对，用于标识和分类资源对象。通过Label可以方便地对资源进行筛选、分组和选择。
5. Annotation：Annotation也是键值对，用于存储资源的元数据信息。它可以在资源对象上附加任意的信息，方便其他组件进行解析和使用。
6. Namespace：Namespace是Kubernetes中的一个概念，用于将集群划分为多个独立的命名空间。每个Namespace可以独立地管理其资源对象，使得多租户环境下的资源隔离更加容易实现。

二、K8s核心组件

1. API Server：API Server是Kubernetes的核心组件之一，它提供了资源的CRUD（创建、读取、更新、删除）操作接口。所有对资源的操作都需要通过API Server进行验证和授权。
2. Controller Manager：Controller Manager负责维护集群的状态。它监听资源的变化，并根据资源的定义来创建、更新或删除资源。Controller Manager通过与API Server交互来获取集群状态的信息，并执行相应的操作来保持集群的稳定运行。
3. Scheduler：Scheduler负责将Pod调度到集群中的节点上。它根据节点的资源利用率、优先级和策略来选择合适的节点进行调度。Scheduler与API Server和Node Controller进行交互，确保Pod被正确地调度到合适的节点上。
4. Kubelet：Kubelet是运行在每个节点上的组件，它负责管理该节点上的Pod和容器。Kubelet与API Server进行通信，接收并执行命令和配置信息。同时，Kubelet还会定期向API Server报告该节点的状态信息。
5. Proxy：Proxy是负责为Service提供网络代理的组件。当外部请求访问Service时，请求会被转发到Proxy上，再由Proxy转发到对应的Pod上。Proxy还负责负载均衡和容错处理等功能。

三、K8s工作原理

1. 部署应用程序：首先，您需要编写一个描述应用程序的YAML或JSON文件，其中包含应用程序的配置信息和资源需求。然后，通过kubectl命令行工具将该文件提交给API Server进行创建操作。API Server验证并授权后，Controller Manager会监听到资源的变化，并根据资源的定义来创建相应的Pod和容器。最后，Scheduler将Pod调度到合适的节点上，由Kubelet负责管理该节点上的Pod和容器的生命周期。
2. 扩展应用程序：当需要扩展应用程序时，可以通过修改资源的定义来增加更多的Pod和容器。Controller Manager会监听到资源的变化并执行相应的操作来更新集群状态。同时，Scheduler会重新调度Pod的位置以实现负载均衡和容错处理等功能。
3. 管理应用程序：通过kubectl命令行工具可以方便地管理和查询集群中的资源对象的状态信息。您可以获取Pod、Service等资源的当前状态、描述信息以及日志等数据。此外，还可以通过Label和Annotation等元数据信息对资源进行筛选、分组和选择等操作。

四、实践经验分享

1. 合理规划资源：在部署应用程序时，需要合理规划资源的数量和配置信息。根据实际需求选择合适的节点类型和资源配置，避免资源的浪费或不足导致的问题。