kubernetes基础架构及原理
kubernetes简称“k8s” 其中“8”代表的是“k”和“s”中间的8个字母。
k8s是Google公司开发的Borg项目中独立出来的容器编排工具,然后将其捐献给CNCF这个组织,然后发扬光大。
Kubernetes主要由以下几个核心组件组成:
- etcd保存了整个集群的状态;
- apiserver提供了资源操作的唯一入口,并提供认证、授权、访问控制、API注册和发现等机制;
- controller manager负责维护集群的状态,比如故障检测、自动扩展、滚动更新等;
- scheduler负责资源的调度,按照预定的调度策略将Pod调度到相应的机器上;
- kubelet负责维护容器的生命周期,同时也负责Volume(CVI)和网络(CNI)的管理;
- Container runtime负责镜像管理以及Pod和容器的真正运行(CRI);
- kube-proxy负责为Service提供cluster内部的服务发现和负载均衡;
除了核心组件,还有一些推荐的Add-ons:
- kube-dns负责为整个集群提供DNS服务
- Ingress Controller为服务提供外网入口
- Heapster提供资源监控
- Dashboard提供GUI
- Federation提供跨可用区的集群
- Fluentd-elasticsearch提供集群日志采集、存储与查询
k8s基础架构:
k8s各组件间工作流程:
①运维人员向kube-apiserver发出指令(我想干什么,我期望事情是什么状态)(以下kube-apiserver简称apiserver、kube-controller-manager简称controller、kube-scheduler简称scheduler)
②api响应命令,通过一系列认证授权,把pod数据存储到etcd,创建deployment资源并初始化。(期望状态)
③controller通过list-watch机制,监测发现新的deployment,将该资源加入到内部工作队列,发现该资源没有关联的pod和replicaset,启用deployment controller创建replicaset资源,再启用replicaset controller创建pod。
④所有controller被创建完成后.将deployment,replicaset,pod资源更新存储到etcd。
⑤scheduler通过list-watch机制,监测发现新的pod,经过主机过滤、主机打分规则,将pod绑定(binding)到合适的主机。
⑥将绑定结果存储到etcd。
⑦kubelet每隔 20s(可以自定义)向apiserver通过NodeName 获取自身Node上所要运行的pod清单.通过与自己的内部缓存进行比较,新增加pod。
⑧kubelet创建pod。
⑨kube-proxy为新创建的pod注册动态DNS到CoreOS。给pod的service添加iptables/ipvs规则,用于服务发现和负载均衡。
⑩controller通过control loop(控制循环)将当前pod状态与用户所期望的状态做对比,如果当前状态与用户期望状态不同,则controller会将pod修改为用户期望状态,实在不行会将此pod删掉,然后重新创建pod。
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