基本概念與組件

基本概念

Kubernetes 中的絕大部分概念都抽象成 Kubernetes 管理的一種資源對象

• Master：Master 節點是 Kubernetes 集羣的控制節點，負責整個集羣的管理和控制。Master 節點上包含如下組件：
• kube-apiserver：集羣控制的入口，提供 HTTP REST 服務
• kube-controller-manager：Kubernetes 集羣中全部資源對象的自動化控制中心
• kube-scheduler：負責 Pod 的調度

• Node：Node 節點是 Kubernetes 集羣中的工做節點，Node 上的工做負載由 Master 節點分配，工做負載主要是運行容器應用。Node 節點上包含如下組件：

  • kubelet：負責 Pod 的建立、啓動、監控、重啓、銷燬等工做，同時與 Master 節點協做，實現集羣管理的基本功能。
  • kube-proxy：實現 Kubernetes Service 的通訊和負載均衡
  • 運行容器化(Pod)應用

• Pod: Pod 是 Kubernetes 最基本的部署調度單元。每一個 Pod 能夠由一個或多個業務容器和一個根容器(Pause 容器)組成。一個 Pod 表示某個應用的一個實例

• ReplicaSet：是 Pod 副本的抽象，用於解決 Pod 的擴容和伸縮
• Deployment：Deployment 表示部署，在內部使用ReplicaSet 來實現。能夠經過 Deployment 來生成相應的 ReplicaSet 完成 Pod 副本的建立
• Service：Service 是 Kubernetes 最重要的資源對象。Kubernetes 中的 Service 對象能夠對應微服務架構中的微服務。Service 定義了服務的訪問入口，服務的調用者經過這個地址訪問 Service 後端的 Pod 副本實例。Service 經過 Label Selector 同後端的 Pod 副本創建關係，Deployment 保證後端Pod 副本的數量，也就是保證服務的伸縮性。

 

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Kubernetes 主要由如下幾個核心組件組成:

• etcd 保存了整個集羣的狀態，就是一個數據庫；
• apiserver 提供了資源操做的惟一入口，並提供認證、受權、訪問控制、API 註冊和發現等機制；
• controller manager 負責維護集羣的狀態，好比故障檢測、自動擴展、滾動更新等；
• scheduler 負責資源的調度，按照預約的調度策略將 Pod 調度到相應的機器上；
• kubelet 負責維護容器的生命週期，同時也負責 Volume（CSI）和網絡（CNI）的管理；
• Container runtime 負責鏡像管理以及 Pod 和容器的真正運行（CRI）；
• kube-proxy 負責爲 Service 提供 cluster 內部的服務發現和負載均衡；

固然了除了上面的這些核心組件，還有一些推薦的插件：

• kube-dns 負責爲整個集羣提供 DNS 服務
• Ingress Controller 爲服務提供外網入口
• Heapster 提供資源監控
• Dashboard 提供 GUI

組件通訊

Kubernetes 多組件之間的通訊原理：

• apiserver 負責 etcd 存儲的全部操做，且只有 apiserver 才直接操做 etcd 集羣

• apiserver 對內（集羣中的其餘組件）和對外（用戶）提供統一的 REST API，其餘組件均經過 apiserver 進行通訊

  • controller manager、scheduler、kube-proxy 和 kubelet 等均經過 apiserver watch API 監測資源變化狀況，並對資源做相應的操做
  • 全部須要更新資源狀態的操做均經過 apiserver 的 REST API 進行

• apiserver 也會直接調用 kubelet API（如 logs, exec, attach 等），默認不校驗 kubelet 證書，但能夠經過 --kubelet-certificate-authority 開啓（而 GKE 經過 SSH 隧道保護它們之間的通訊）

好比最典型的建立 Pod 的流程：

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• 用戶經過 REST API 建立一個 Pod
• apiserver 將其寫入 etcd
• scheduluer 檢測到未綁定 Node 的 Pod，開始調度並更新 Pod 的 Node 綁定
• kubelet 檢測到有新的 Pod 調度過來，經過 container runtime 運行該 Pod
• kubelet 經過 container runtime 取到 Pod 狀態，並更新到 apiserver 中