【Kubernetes系列】Kubernetes组件介绍

概述

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kubernetes的本质是一组服务器集群，它可以在集群的每个节点上运行特定的程序，来对节点中的容器进行管理。目的是实现资源管理的自动化，主要提供了如下的主要功能：

• 自我修复：一旦某一个容器崩溃，能够在1秒中左右迅速启动新的容器；
• 弹性伸缩：可以根据需要，自动对集群中正在运行的容器数量进行调整；
• 服务发现：服务可以通过自动发现的形式找到它所依赖的服务；
• 负载均衡：如果一个服务起动了多个容器，能够自动实现请求的负载均衡；
• 版本回退：如果发现新发布的程序版本有问题，可以立即回退到原来的版本；
• 存储编排：可以根据容器自身的需求自动创建存储卷；

组件

一个kubernetes集群主要是由控制节点(master)、**工作节点(node)**构成，每个节点上都会安装不同的组件。如下图：

• master：集群的控制平面，负责集群的决策 ( 管理 )

  kube-apiserver : API 服务器是 Kubernetes 控制面的前端;资源操作的唯一入口，接收用户输入的命令，提供认证、授权、API注册和发现等机制

  kube-scheduler(决策者) : 负责集群资源调度的决策，按照预定的调度策略将Pod调度到相应的node节点上；

  kube-controller-manager(调度者) : 运行控制器进程的控制平面组件；负责维护集群的状态和资源的调度，比如程序部署安排、故障检测、自动扩展、滚动更新等；

  cloud-controller-manager:云控制器管理器是指嵌入特定云的控制逻辑的 控制平面组件。

  Etcd ：兼具一致性和高可用性的键值数据库，可以作为保存 Kubernetes 所有集群数据的后台数据库。负责存储集群中各种资源对象的信息

• node：集群的数据平面，负责为容器提供运行环境(执行)

  Kubelet(节点管理者) : 一个在集群中每个节点（node）上运行的代理。 它保证容器（containers）都 运行在 Pod 中;负责维护容器的生命周期，即通过控制docker，来创建、更新、销毁容器

  KubeProxy（通信入口） : kube-proxy 是集群中每个节点上运行的网络代理,负责提供集群内部的服务发现和负载均衡

  Docker : 负责节点上容器的各种操作；

举例表明kubernetes各个组件之间的工作模式：

以部署一个nginx服务来说明kubernetes系统各个组件调用关系：

1. 首先要明确，一旦kubernetes环境启动之后，master和node都会将自身的信息存储到etcd数据库中；

2. 一个nginx服务的安装请求会首先被发送到master节点的apiServer组件；

3. apiServer组件会调用scheduler组件来决定到底应该把这个服务安装到哪个node节点上；

   在此时，它会从etcd中读取各个node节点的信息，然后按照一定的算法进行选择，并将结果告知apiServer；

4. apiServer调用controller-manager去调度Node节点安装nginx服务

5. kubelet接收到指令后，会通知docker，然后由docker来启动一个nginx的pod；

   pod是kubernetes的最小操作单元，容器必须运行在pod中；

6. 一个nginx服务就运行了，如果需要访问nginx，就需要通过kube-proxy来对pod产生访问的代理；