1.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 節點上包含以下組件:
kube-apiserver:集羣控制的入口,提供 HTTP REST 服務
kube-controller-manager:Kubernetes 集羣中所有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 集羣中的工作節點,Node 上的工作負載由 Master 節點分配,工作負載主要是運行容器應用。Node 節點上包含以下組件:
kubelet:負責 Pod 的創建、啓動、監控、重啓、銷燬等工作,同時與 Master 節點協作,實現集羣管理的基本功能。
kube-proxy:實現 Kubernetes Service 的通信和負載均衡
運行容器化(Pod)應用
Pod: Pod 是 Kubernetes 最基本的部署調度單元。每個 Pod 可以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。可以通過 Deployment 來生成相應的 ReplicaSet 完成 Pod 副本的創建
Service:Service 是 Kubernetes 最重要的資源對象。Kubernetes 中的 Service 對象可以對應微服務架構中的微服務。Service 定義了服務的訪問入口,服務的調用者通過這個地址訪問 Service 後端的 Pod 副本實例。Service 通過 Label Selector 同後端的 Pod 副本建立關係,Deployment 保證後端Pod 副本的數量,也就是保證服務的伸縮性。
2.Kubernetes 主要由以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 提供了資源操作的唯一入口,並提供認證、授權、訪問控制、API 註冊和發現等機制;
controller manager 負責維護集羣的狀態,比如故障檢測、自動擴展、滾動更新等;
scheduler 負責資源的調度,按照預定的調度策略將 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;
當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
3.組件通信
Kubernetes 多組件之間的通信原理:
apiserver 負責 etcd 存儲的所有操作,且只有 apiserver 才直接操作 etcd 集羣
apiserver 對內(集羣中的其他組件)和對外(用戶)提供統一的 REST API,其他組件均通過 apiserver 進行通信
controller manager、scheduler、kube-proxy 和 kubelet 等均通過 apiserver watch API 監測資源變化情況,並對資源作相應的操作
所有需要更新資源狀態的操作均通過 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,但可以通過 --kubelet-certificate-authority 開啓(而 GKE 通過 SSH 隧道保護它們之間的通信)
4.最典型的創建 Pod 的流程:
- 用戶通過 REST API 創建一個 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,通過 container runtime 運行該 Pod
- kubelet 通過 container runtime 取到 Pod 狀態,並更新到 apiserver 中