K8经典探索云原生技术的理论篇
K8经典_理论片：云原生技术的基石
在当今软件开发和运维领域，云原生（Cloud Native）已经成为一个不可或缺的概念，它代表了一种新的应用架构模式，其核心理念是设计出能够高效利用现代数据中心资源、自动化管理以及可扩展性的应用程序。其中，Kubernetes（简称为 K8s 或者 k8s），作为一种开源容器编排引擎，是实现云原生理念的一大关键工具。
1. 云原生的定义与特点
什么是云原生？
云原生的概念源于2015年由CNCF（Cloud Native Computing Foundation）提出的，旨在通过一系列最佳实践来指导软件开发和部署，使之能够充分利用现代基础设施的优势。它强调代码优先、自动化、服务网格等多个方面。
云原生的主要特点
微服务架构：将复杂系统拆分成一组小型服务，每个服务都有自己的功能模块。
声明式配置：用户不再直接操作底层资源，而是通过声明式配置来描述期望状态。
自动化部署与滚动更新：使用自动化工具进行持续集成/持续部署(CI/CD)流程，以确保更快地发布新版本并修复问题。
2. Kubernetes概述
Kubernetes是一种用于自动部署、扩展和管理容器工作负载的平台，它最初是在Google内部开发的，并且现在已经被广泛采用于企业级环境中。其名字“kubernetes”直译为希腊语中的“舵手”，而缩写"K8s"则是一个玩笑般的名字，暗示了字母"S"代表了两个字母"E"之间连续出现八次，这也是这个缩写名称得以创造的一个巧合。
3. K8经典_理论片
(1) 设计哲学
分布式系统设计
在分布式系统中，由于节点故障率较高，因此需要考虑如何处理节点失效的情况。这一点体现了Kubernetes对高可用性(HA)和自愈能力(self-healing)需求的一致性。
抽象层次
Kubernetes提供了一套丰富的API，让用户可以无需关心底层具体细节，就能创建并管理整个集群。这符合云计算时代提倡的一种思想，即抽象使得复杂变得简单。
(2) 操作模型
Pods
Pod是最基本的执行单元，可以包含一个或者多个容器，以及其他控制类型，如日志收集器或者网络插件。在实际应用中，Pod通常由一个或多个副本组成，以保证一定数量运行着相同镜像版本的事务处理。
(3) 组件介绍
Master Node:
```
控制平面角色，负责管理整个集群。包括etcd存储持久数据、高度可用的API服务器，以及控制循环(CR).
```yaml
Worker Nodes:
```
节点角色，有两类，一类用于运行Pod；另一类还可能包含Service对象以便访问它们所在Node上的其他网络端口。此外，还有一些特殊类型如Docker守护进程或Fluentd日志代理等。
(4) 部署策略
a. ReplicaSet & Deployment
ReplicaSet用于保证指定数量副本正在运行，而Deployment则进一步增加了rolling update功能，使得我们可以安全地升级我们的应用程序到最新版本，同时保持至少一些旧版存在以防万一出现问题。
b. StatefulSets & Persistent Volumes(PV)
StatefulSets适合那些需要固定的ID顺序以及具有稳定网络标识符(比如数据库主从关系)、预测性的磁盘空间需求等状态信息持久保存下来的应用场景。而Persistent Volume/Persistent Volume Claims(PVC)는提供了一种机制让Pod请求存储资源并绑定到某个PV上去，从而满足这些拥有大量数据输入输出要求的大型数据库工作负载。
c. Services & Ingresses
Services允许你选择通信方式，比如TCP, UDP, HTTP等，以及负载均衡策略。当你想要暴露你的集群给外界时，你会使用Ingresses这项功能来路由流量至后端服务，并且支持SSL termination及URL rewriting.
结论：
总结来说,Kubernetes作为一个基于容器编排技术推动前沿发展的人工智能技术产品，不仅仅只是一个简单工具，它是一套完整解决方案，可以帮助我们快速建立起更加灵活、高效且易于维护的大规模分布式系统。随着时间推移，我们越来越清晰地认识到了这一体系内蕴含着巨大的潜力，无论是在工业互联网、大数据分析还是人工智能训练领域，都有其独到的优势，为未来数字经济建设奠定坚实基础。
