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k8s主要由master节点和node节点构成。master节点负责管理集群,node节点是容器应用真正运行的地方。 master节点包含的组件有:api-server、controller-manager、scheduler、etcd。 node节点包含的组件有:kubelet、kube-proxy、container-runtime。

api-server:,api-server是k8s最重要的核心组件之一,它是k8s集群管理的统一访问入口,提供了RESTful API接口, 实现了认证、授权和准入控制等安全功能;api-server还是其他组件之间的数据交互和通信的枢纽,其他组件彼此之间并不会直接通信,其他组件对资源对象的增、删、改、查和监听操作都是交由api-server处理后,api-server再提交给etcd数据库做持久化存储,只有api-server才能直接操作etcd数据库,其他组件都不能直接操作etcd数据库,其他组件都是通过api-server间接的读取,写入数据到etcd。

controller-manager:controller-manager是k8s中各种控制器的的管理者,是k8s集群内部的管理控制中心,也是k8s自动化功能的核心;controller-manager内部包含replication controller、node controller、deployment controller、endpoint controller等各种资源对象的控制器,每种控制器都负责一种特定资源的控制流程,而controller-manager正是这些controller的核心管理者。

scheduler:scheduler负责集群资源调度,其作用是将待调度的pod通过一系列复杂的调度算法计算出最合适的node节点,然后将pod绑定到目标节点上。shceduler会根据pod的信息,全部节点信息列表,过滤掉不符合要求的节点,过滤出一批候选节点,然后给候选节点打分,选分最高的就是最佳节点,scheduler就会把目标pod安置到该节点。

Etcd:etcd是一个分布式的键值对存储数据库,主要是用于保存k8s集群状态数据,比如,pod,service等资源对象的信息;etcd可以是单个也可以有多个,多个就是etcd数据库集群,etcd通常部署奇数个实例,在大规模集群中,etcd有5个或7个节点就足够了;另外说明一点,etcd本质上可以不与master节点部署在一起,只要master节点能通过网络连接etcd数据库即可。

kubelet:每个node节点上都有一个kubelet服务进程,kubelet作为连接master和各node之间的桥梁,负责维护pod和容器的生命周期,当监听到master下发到本节点的任务时,比如创建、更新、终止pod等任务,kubelet 即通过控制docker来创建、更新、销毁容器; 每个kubelet进程都会在api-server上注册本节点自身的信息,用于定期向master汇报本节点资源的使用情况。

kube-proxy:kube-proxy运行在node节点上,在Node节点上实现Pod网络代理,维护网络规则和四层负载均衡工作,kube-proxy会监听api-server中从而获取service和endpoint的变化情况,创建并维护路由规则以提供服务IP和负载均衡功能。简单理解此进程是Service的透明代理兼负载均衡器,其核心功能是将到某个Service的访问请求转发到后端的多个Pod实例上。

container-runtime:容器运行时环境,即运行容器所需要的一系列程序,目前k8s支持的容器运行时有很多,如docker。

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