kubernetes 核心原理

kubernetes API Server

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Controller Manager

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Scheduler

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kubelet

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kube-proxy

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网络原理–

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1、kubernetes 网络模型
基础原则：每个pod都有一个独立的ip地址，所有pod之间都可以直接访问。pod内部共享网络，共享端口，pod内部可以通过localhst直接访问。

2、docker 网络基础

• 网络命名空间 Network Namespace
  ：：linux 在网络栈中引入了Network Namespce，处于不同的命名空间的网络栈是完全隔离的，彼此之间无法通信，通过这种隔离，实现一个宿主机上虚拟多个不同的网络环境。
  ：：linux独立的网络命名空间内，可以有独立的路由表、独立的iptables/Netfilter。
  net namespace操作：

• Veth设备对
  引入Veth设备对，是为了在不同的网络命名空间之间进行通信，Veth设备成对出现。docker把veth设备对的一端放到到docker容器中(并改名为eth0，骗过了所有人以为是真的网卡)，另一端放到bridge中。

  • 网桥
    网桥是一个二层的虚拟网络设备，可以把若干个网络接口连接起来。

• iptables

  iptables-save

• 路由
  

  ip route show table local type local
  ip route list

3、docker的网络实现
标准docker支持以下四种网络模式：

• host模式：使用–net=host指定。
• container模式：使用–net=container的name或者id指定
• none模式：使用–net=none指定
• bridge模式：使用–net=bridge指定

默认是bridge模式，docker daemon第一次启动会创建一个虚拟的网桥，docker0，在私有网络空间中，给这个网桥分配一个子网，针对由docker创建出的每一个容器，创建一个Veth设备对，从网桥的地址段内给ech0接口分配一个ip地址。

4、docker 网络的局限性
docker “简单而美”的理念，一开始没有考虑多主机互联的网络解决方案。

5、kubernetes 网络实现

• 容器到容器之间直接访问
  pod内部的容器之间由于共享一个网络命名空间，他们之间访问就像在同一台机器上一样，通过localhost可以直接访问。
• 抽象的pod到pod之间通信
  相同node的pod之间访问：由于同一个node上的pod都连接了docker0网桥，地址端相同，它们之间可以通过IP直接访问。
  不同node的pod之间访问：k8s会记录所有运行的pod的ip信息，保存到etcd数据库中作为service endpoint。
• pod到service之间的通信
• 集群外部与集群内部组件之间的通信
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共享存储原理

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1、pv详解
pv作为存储资源，主要包括：存储能力、访问模式、存储类型、回收策略、后端存储类型等关键信息的设置。pv的关键配置参数如下：

• 存储能力 capacity：storage=5Gi
• 访问模式 access modes：RWO、ROX、RWX
• 存储类别 class： storageclassname
• 回收策略 reclaim policy：保留retain、回收recycle、删除delete

2、pvc详解
pvc作为用户对存储资源的需求申请，主要包括：存储空间申请、访问模式、pv选择条件和存储类别等信息。pvc的关键配置参数如下：

• 资源请求resources：对存储资源请求，目前仅支持存储空间大小。
• 访问模式access modes：三种模式与pv相同，RWO、ROX、RWX
• 存储类别 class：
  注意：pvc和pv都受限与namespcae，只有相同namespace的pv才能与pvc绑定。

3、pv和pvc的生命周期，以下是生命周期的各个阶段

• 1、资源供应 provisioning
  -2、 资源绑定 binding
  -3、 资源使用 using
• 4、资源释放 releasing
• 5、资源回收 reclaiming

4、storageclass详解
storageclass的定义主要包括名称、后端存储提供者provisioner、后端存储相关参数配置。

• 提供者provisioner：描述后端资源的提供者，后端存储驱动。
• 参数parameters：后端资源提供者的参数设置，

storageclass动态供应模式相对于静态供应模式的优点：

• 管理员无需预先创建大量的PV作为存储资源

• 用户申请PVC时无法保证容量与预制pv的完全匹配。

  5、glusterFS 部署

• 安装glusterfs客户端，在需要使用glusterfs的node节点上
• 安装glusterfs服务端，以容器的形式运行在每个node节点上，使用daemonset的方式进行部署
• 部署Heketi服务：提供RESTful API管理 glusterFS卷，
• 定义storageclass，提供者为glusterFS，配置hiketi服务地址，即可使用