Kubernetes -- 高可用集群下组件实例状态

kubernetes高可用集群的典型架构

控制面组件：

• etcd：多实例并行运行，通过Raft保证一致；
• apiserver：多实例并行运行；
• controller-manager：多实例仅有1个节点active；
• scheduler：多实例仅有1个节点active；

工作节点组件：

• kubelet
• kube-proxy

apiserver多实例运行

apiserver是无状态的，所有数据保存在etcd中，apiserver不做缓存。

apiserver多个实例并行运行，通过Loadbalancer负载均衡用户的请求。

scheuler和controller-manager单实例运行

scheduler和controller-manager会修改集群状态，多实例运行会产生竞争状态。

通过--leader-elect机制，只有领导者实例才能运行，其它实例处于standby状态；当领导者实例宕机时，剩余的实例选举产生新的领导者。

领导者选举的方法：多个实例抢占创建endpoints资源，创建成功者为领导者。
比如多个scheduler实例，抢占创建子endpoints资源：kube-scheduler

# kubectl get endpoints kube-scheduler -n kube-system -oyaml
apiVersion: v1
kind: Endpoints
metadata:
  annotations:
    control-plane.alpha.kubernetes.io/leader: '{"holderIdentity":"master1_293eaef2-fd7e-4ae9-aae7-e78615454881","leaseDurationSeconds":15,"acquireTime":"2021-10-06T20:46:43Z","renewTime":"2021-10-19T02:49:21Z","leaderTransitions":165}'
  creationTimestamp: "2021-02-01T03:10:48Z"
......

查询kube-scheduler资源，可以看到此时master1上的scheduler是active状态，其它实例则为standby。

kubelet和kube-proxy在工作节点上运行

kubelet和kube-proxy运行在工作节点上。

kubelet负责：

• 向apiserver创建一个node资源，以注册该节点；
• 持续监控apiserver，若有pod部署到该节点上，创建并启动pod；
• 持续监控运行的pod，向apiserver报告pod的状态、事件和资源消耗；
• 周期性的运行容器的livenessProbe，当探针失败时，则重启容器；
• 持续监控apiserver，若有pod删除，则终止该容器；

kube-proxy负责：

• 负责确保对服务ip和port的访问最终能到达pod中，通过节点上的iptables/ipvs来实现；

参考：

1. kubernetes in action