k8s--组件篇

转自https://blog.csdn.net/hty46565/article/details/78813169

API Server

kubernetes API Server通过kube-apiserver进程提供服务，该进程运行在master节点上。API Server是kubernetes的核心组件，是各个组件通信的通道。

1.集群管理的API入口

资源对象如Deployment、Service、ReplicationController、ConfigMap等，都是通过API Server进行操作。而通过API Server，我们就可以往etcd(存储着集群的各种数据)中写入数据。

image.png

2.资源分配控制的入口

Kubernetes可以从各个层级对资源进行分配控制。如容器的CPU使用量、命名空间的资源数量等。这也是通过APIServer进行配置的。这些资源分配情况写在etcd中。

3.提供完备的集群安全机制

Controller Manager

Replication Controller

副本控制器用于保证Deployment或者RC中副本的数量。

Node Controller

通过API Server监控etcd中存储的关于节点的各类信息，这些信息是kubelet定时推给API Server的，由API Server写入etcd。其中记录的节点信息包括：节点监控状况、节点资源、节点名称、节点地址信息、操作系统版本、docker版本、kubelet版本等。监控到节点信息若有异常，则会对节点进行某种操作，如节点状态变为故障状态，则删除节点以及跟该节点相关的POD等资源的信息。

image.png

ResourceQuota Controller

将期望的资源配合信息通过API Server写入etcd中，然后ResourceQuota Controller会定时地统计这些信息，在系统请求资源的时候将读取这些统计信息，如果不合法就不会给分配该资源，创建行为将报错。

Namespace Controller

用户可以通过API Server创建新的命名空间并保存到etcd中。命名空间控制器会定时通过APIServer读取这些命名空间信息并做对应的对于命名空间的一些操作。

Endpoints Controller

负责生成和维护所有的Endpoints对象的控制器。Endpoints表示了一个Service对应的所有Pod副本的访问地址。一个Service可能对应了多个Endpoints，那么，在创建一个新的Service时Endpoints Controller就会生成对应的Endpoints。在service被删除时，Endpoints Controller就会删除对应的Endpoints。

Scheduler

kubernetes的调度器，用于监听APIServer，当需要创建新的Pod时，Scheduler负责选择该Pod与哪个Node进行绑定。将此绑定信息通过APIServer写到etcd中。
若此时与Node A进行绑定，那么A上的kubelet就会从APIServer上监听到此事件，那么kubelet就会做相应的创建工作。
此调度涉及到三个对象，待调度的Pod，可用的Node，调度算法。简单说，就是使用某种调度算法为待调度的Pod找到合适的运行次Pod的Node。

image.png

Kubelet

每个Node节点上都会有一个kubelet负责Master下发到该节点的具体任务，管理该节点上的Pod和容器。而且会在创建之初向APIServer注册自身的信息，定时汇报节点的信息。它不？通过cAdvisor监控容器和节点资源。

节点管理

Kubelet在创建之初就会向APIServer做自注册，然后会定时报告节点的信息给APIServer写入etcd中。默认周期为10秒钟。

Pod管理

kubelet通过监听APIServer，如果发现对Pod有什么操作，它就会做出相应的动作。例如发现有Pod与本Node进行了绑定，那么kubelet将会创建响应的pod且调用Docker Client下载image并运行容器。

容器健康检查

有三种方式对容器做健康检查：
1.在容器内部运行一个命令，如果该命令的退出状态码为0，则表明容器健康。
2.TCP检查。
3.HTTP检查。

cAdvisor资源监控

Kubelet通过cAdvisor对该节点的各类资源进行监控。如果集群需要这些监控到的资源信息，可以安装一个组件Heapster。

Heapster会进行集群级别的监控，它会通过Kubelet获取到所有节点的各种资源信息，然后通过带着关联标签的Pod分组这些信息。

如果再配合InfluxDB与Grafana，那么就成为一个完整的集群监控系统了。

Kube-proxy

负责接收并转发请求。Kube-proxy的核心功能是将到Service的访问请求转发到后台的某个具体的Pod。

无论是通过ClusterIP+Port的方式还是NodeIP+NodePort的方式访问Service，最终都会被节点的Iptables规则重定向到Kube-proxy监听服务代理端口，该代理端口实际上就是SocketServer在本地随机打开的一个端口，SocketServer是Kube-proxy为每一个服务都会创建的“服务代理对象”的一部分。

当Kube-proxy监听到Service的访问请求后，它会找到最适合的Endpoints，然后将请求转发过去。具体的路由选择依据Round Robin算法及Service的Session会话保持这两个特性。

Etcd

Etcd一种k-v存储仓库，可用于服务发现程序。在Kubernetes中就是用Etcd来存储各种k-v对象的。

所以我也认为Etcd是Kubernetes的一个重要组件。当我们无论是创建Deployment也好，还是创建Service也好，各种资源对象信息都是写在Etcd中了。

各个组件是通过API Server进行交流的，然而数据的来源是Etcd。所以维持Etcd的高可用是至关重要的。如果Etcd坏了，任何程序也无法正常运行了。

总结

Kubernetes的这些组件各自分别有着重要的功能。它们之间协同工作，共同保证了Kubernetes对于容器化应用的自动管理。

其中API Server起着桥梁的作用，各个组件都要通过它进行交互。Controller Manager像是集群的大管家，管理着许多事务。Scheduler就像是一个调度亭，负责Pod的调度工作。

Kubelet则在每个节点上都有，像是一个执行者，真正创建、修改、销毁Pod的工作都是由它来具体执行。Kube-proxy像是负载均衡器，在外界需要对Pod进行访问时它作为代理进行路由工作，将具体的访问分给某一具体的Pod实例。

Etcd则是Kubernetes的数据中心，用来存储Kubernetes创建的各类资源对象信息。