kubernetes之架构和流程

kubernetes其实源于希腊语意思（舵手，领航员）。犹豫不太好挤也不太好写，就有了另一个名称叫k8s，kubernetes是谷歌在2014年开始实施的一个项目，当时google已经有了大规模服务容器管理的经验，内部Borg系统，负责对google内部的一些服务进行调度和管理，它的目的是让用户不必操心资源管理的问题，让他们专注自己的核心业务， 并且最大化数据中心的利用率。

什么是k8s？

官网

我们假设有个住户社区，k8s就相当于这个社区的大房东，社区里面有一栋一栋的大楼，大楼可以看做虚拟机器，俗称的VM，大楼里面有很多的住户，每个住户就代表一个pod，那每个住户如何找到他们的位置呢？每个住户如何找到他们的位置就是通过门牌号，我们就理解为IP的位置，在每个住户里面有非常多的家庭成员，爸爸，妈妈，兄弟姐妹，爷爷奶奶，姥爷姥姥，女儿儿子，这些角色就可以理解为container，在这个pod里面的成员，就共享了这个房间里面的资源，水电网络，那些资源就可以把它理解成计算资源，ipu，内存，硬盘。对于大房东k8s，他最主要的功能就是管理，每个住户Pod使用多少资源，那为了就是让整栋大楼，会更有效率的使用很多资源，举例来说：A栋大楼住了太多的住户，太多的Pod，他们直接肯定会相互竞争资源的问题，那它就可以协调某一些pod，就是某一些住户搬到B大楼去，这样会让变得更加的均衡使用

k8s是一个自动开源系统，自动化部署，扩缩容，管理容器化的应用。相比前面的mesos 和swarm，k8s的目的非常的单纯和明确，简单的来说他的目的就是为了服务编排，没有别的。

k8s的整体架构

首先从整体上看，上边这块就是Master节点，下面有两块都是worker节点，master里面部署的都是k8s的核心模块，虚线框代表的是API Server，提供了资源的核心模块，提供了认证授权和k8s的访问控制，可以通过kubectl或者自己开发的userClient，restApi的形式访问API server。从而完成整个集群的访问。

1. ControllerManager负责维护集群的状态，比如故障检测，扩缩容，滚动更新等等。
2. Scheduler负责资源的调度，按照预定的策略把pod调度到指定的node节点
3. ETCD 用做已执行存储，pod，service的集群等信息，k8s需要持久化的数据都存储在这个上边。
4. Kubelet负责维护当前节点上的容器的生命和volumes，网络。
5. 每个Node上可以运行一个kube-proxy，负责service 提供内部的服务发现和负载均衡，为service方法做个落地的功能。
6. kube-dns负责整个集群的dns服务，这个组件不是必须的，一般通过名字访问比较方便。
7. dashboard集群数据的GUI界面。

全过程梳理：

1. kubectl 发起一个请求，请求经过认证。
2. scheduler的策略和评分计算得到目标的node。
3. APIServer请求Node，通过kublet把这个Node运行pod起来。
4. APIServer把信息发送给ETCD保存起来。
5. pod运行起来之后，通过ControllerManager管理每个pod的状态，如果突然挂了，就想办法创建一个pod。给pod分个独立的ip地址，可以在整个集群内使用这个ip来访问它。但是pod的ip是易变的，异常重启和升级的时候，不可能关注某个pod的Ip的。
6. 下面虚线的部分表示的是一个service，service里面有3个pod，不在虚线里面的是单独存在的pod，并没有提供service的入口，完成service的具体工作的模块就是kube-proxy，在每个node上都有一个kube-proxy，然后给service分配一个ip，可以访问service里面的pod，所以kube-proxy对应的service都会有一个ip的指向，负载均衡的访问他们。
7. kube-proxy（service） 可以把端口和ip直接暴露在node上。外边的请求可以访问node上的ip就可以关联到这个service上了。
8. kube-dns 就是为了方便名字直接访问node节点。任何一个pod都可以通过名字来进行访问。

k8s的服务发现

• kube-proxy（ClusterIp）：每个服务，所有的pod给虚拟Ip，虚拟Ip只能在内部访问
• kube-proxy（NodePort）：服务暴露到节点，外部的可以通过NodeIp 访问pod
• kube-DNS：负责集群内部的dns解析，内部之间可以通过名称访问pod。