Главные объекты K8s

В Kubernetes основные сущности (или ресурсы), с которыми приходится работать, следующие:

1. Pod — наименьшая и самая базовая единица развертывания в Kubernetes. Это группа контейнеров, которые делят общую сеть и хранилище. Контейнеры в Pod могут обмениваться данными между собой через shared volumes.

2. Node — физический или виртуальный сервер, на котором работают Pods. Каждый Node содержит Kubelet (агент, который управляет контейнерами) и контейнерный движок (например, Docker).

3. ReplicaSet — обеспечивает заданное количество реплик Pod'ов, поддерживая их стабильное состояние. Если один из Pod'ов выходит из строя, ReplicaSet создает новый Pod для замены.

4. Deployment — управляет созданием и обновлением ReplicaSet'ов, что позволяет контролировать версионирование и стратегию развертывания приложений (например, rolling update).

5. Service — абстракция для обеспечения стабильного доступа к Pods. С помощью Service можно связать набор Pod'ов, чтобы обращаться к ним по одному имени и порту, даже если сами Pods изменяются или перезапускаются.

6. Namespace — изолирует ресурсы в кластере Kubernetes, позволяя разделять среду (например, для разных команд или приложений). Это помогает управлять доступом и лимитами ресурсов.

7. ConfigMap — позволяет хранить неструктурированные конфигурационные данные, которые можно использовать в Pods. Например, можно хранить конфигурационные файлы, переменные окружения.

8. Secret — похож на ConfigMap, но предназначен для хранения чувствительных данных, таких как пароли или ключи. Данные в Secret'ах шифруются.

9. StatefulSet — похож на Deployment, но используется для приложений, которые требуют уникальных идентификаторов, стабильных имен хостов и стабильных хранилищ (например, базы данных).

10. DaemonSet — гарантирует, что экземпляры Pods будут запущены на каждом Node'е в кластере. Это полезно для задач, таких как логирование, мониторинг или другие процессы, которые должны быть запущены на каждом узле.

11. Job — позволяет выполнять одноразовую задачу или набор задач, которые должны завершиться. Например, это может быть задача по миграции базы данных.

12. CronJob — аналогично Job, но задачи запускаются по расписанию, как в cron на Unix-системах.

13. Ingress — объект, который управляет доступом к сервисам в кластере Kubernetes, чаще всего через HTTP. Он позволяет настроить маршрутизацию и SSL-терминацию для внешнего трафика.

14. Volume — абстракция для хранения данных, которую можно использовать в Pods. Есть различные типы Volumes, включая временные (emptyDir) и постоянные (PersistentVolume, PersistentVolumeClaim).

15. PersistentVolume (PV) и PersistentVolumeClaim (PVC) — PersistentVolume — это ресурс в кластере, представляющий собой постоянное хранилище данных, а PersistentVolumeClaim — запрос на доступ к этому хранилищу. PVC можно использовать для динамического выделения хранилища.

Эти сущности и их взаимодействие позволяют Kubernetes обеспечивать эффективное и гибкое управление контейнерами и ресурсами в кластере.

Главные объекты K8s

1. POD - cамый маленький объект который можно создать в K8S. Состоит из контейнера или нескольких контейнеров, то есть контейнер вы не запускаете на K8S, а запускаете POD. Best practice - 1POD = 1Container. Когда весь проект разделен на микросервисы, которые эскалируются по мере необходимости. Для этого нужен Deployment.
   
2. Deployment - набор из replicas PODs и нужен для деплоя по Nodes, обновлений Container Image и распределения ресурсов.
   
3. Service - предоставляет доступ к этим PODам, которые запущены в deployment через ClusterIP, NodePort, LoadBalancer, ExternalName.
4. Nodes - сервера, где все вышеперечисленное запущено.
5. Cluster - объединение Nodes.

Pods

Поды создаются и управляются манифест-файлами и командами.

#----------------my-web.yaml----------------------------------
# Simpliest Manifest File to create Pod with one Container
#-------------------------------------------------------------
apiVersion : v1              #Какой API используется
kind: Pod                    #ЧТО создается
metadata:
  name: hello                #Просто имя
  labels:                    #Просто мета-информация
    env  : prod
    app  : main
    tier : frontend
    owner: kowalski
spec:                        #Спицификация
  containers:                #Контейнер
    - name : container-hello #Просто имя
      image: nginx:latest    ##Можно менять без delete pods
      ports:                 ##изменить и apply -f еще раз
        - containerPort: 80  #Порт контейнера
    - name : container-api
      image: tomcat:8.5.38
      ports:
        - containerPort: 8080

Deployments

Deployments создаются и управляются манифест-файлами и командами.

#---------------------------------------------------------------
# Manifest File to create Deployment with Labels and AutoScaling
#---------------------------------------------------------------
apiVersion : apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-web-deployment-autoscaling
  labels:
    app  : my-k8s-application
    env  : prod
    owner: DenisAstahov
spec:
  replicas: 2 #Не нужно, если используется HorizontalPodAutoscaler
  selector:                              #Будет работать с подами
    matchLabels:                         #которые совпадают с этими Labels
      project: mossad                    #Можно использовать RegExp
  template:                              #Шаблон
    metadata: 
      labels:                            #Какие Labels будут присваиваться подам
        project: mossad
    spec:
      containers:
        - name : mossad-web
          image: nginx:latest
          ports:
            - containerPort: 80
---
apiVersion: autoscaling/v2beta1
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
  name: my-autoscaling
spec:
  scaleTargetRef:
    apiVersion: apps/v2beta1v1           #Эскалация
    kind: Deployment                     #ЧТО эскалировать
    name: my-web-deployment-autoscaling  #с КАКИМ именем
  minReplicas: 2
  maxReplicas: 6
  metrics:                               #основываясь НА
  - type: Resource 
    resource:
      name: cpu
      targetAverageUtilization: 70       #70% vCPU perContainer
  - type: Resource
    resource:
      name: memory
      targetAverageUtilization: 80

Services

Существует 4 вида сервисов. При создании Service, приложение будет доступно по:

1. ClusterIP - IP только внутри K8s Cluster(default).
2. NodePort - Определенный Порт на ВСЕХ K8s Worker Nodes.
3. ExternalName - DNS CNAME Record.
4. LoadBalancer - только для Cloud Cluster (AWS, GCP, Azure).
   

#-------------------------------------------------------------------------------------
# Manifest File to create Single Container Pod with AutoScaling Deployment and Service
#-------------------------------------------------------------------------------------
apiVersion : apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-web-deployment-autoscaling
  labels:
    app : my-k8s-deployment
spec:
  selector:
    matchLabels:
      project: xyz
  template:
    metadata:
      labels:
        project: xyz                     #Service will look for those PODS Labels!!!
    spec:
      containers:
        - name : xyz-web
          image: nginx:latest
          ports:
            - containerPort: 80
---
apiVersion: autoscaling/v2beta1
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
  name: my-autoscaling
spec:
  scaleTargetRef:
    apiVersion: apps/v2beta1v1
    kind: Deployment
    name: my-web-deployment-autoscaling
  minReplicas: 2
  maxReplicas: 6
  metrics:
  - type: Resource
    resource:
      name: cpu
      targetAverageUtilization: 70
  - type: Resource
    resource:
      name: memory
      targetAverageUtilization: 80
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: my-autoscaling-pod-service
  labels:
     env  : prod
     owner: kowalski
spec:
  selector:
    project: xyz                         #Selecting PODs with those Labels
  ports:
    - name      : app-listener
      protocol  : TCP
      port      : 80                     #Port on Load Balancer
      targetPort: 80                     #Port on Pod
  type: LoadBalancer