k8s架构描述

k8s 整体框架图：

各个部分的概念和意义

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master 节点
master 节点是K8s 中最重要的模块负责管理k8s 其他部件并且提供服务api。他是服务和节点管理的调度中心。

kube-apiserver 提供和外部交互的接口，提供安全机制，大多数接口都是直接读写etcd中的数据。

kube-scheduler 调度器，主要干一件事情：监听etcd中的pod目录变更，然后通过调度算法分配node，最后调用apiserver的bind接口将分配的node和pod进行关联（修改pod节点中的nodeName属性）。scheduler在Kubernetes中是一个plugin，可以用其他的实现替换（比如mesos）。

etcd 作为配置中心和存储服务（架构图中的Distributed Watchable Storage），保存了所有组件的定义以及状态，Kubernetes的多个组件之间的互相交互也主要通过etcd。类似数据库一样保存所有组件的配置信息，和服务信息。所有pod的是实例的监控都是通etcd进行监控pod的状态。然后报告给调度器。

kube-controller-manager 承担了master的主要功能，比如和CloudProvider(IaaS)交互，管理node，pod，replication，service，namespace等。基本机制是监听etcd /registry/events下对应的事件，进行处理。具体的逻辑需要专门文章分析，此处不进行详解。

Node 节点：

Node 节点的组成包括：

kubelet 主要包含容器管理，镜像管理，Volume管理等。同时kubelet也是一个rest服务，和pod相关的命令操作都是通过调用接口实现的。比如：查看pod日志，在pod上执行命令等。pod的启动以及销毁操作依然是通过监听etcd的变更进行操作的。但kubelet不直接和etcd交互，而是通过apiserver提供的watch机制，应该是出于安全的考虑。kubelet提供插件机制，用于支持Volume和Network的扩展。它主要的 作用是管理本节点上的pod，处理api-server 下发下来的任务。任务是在etcd中，etcd是通过apiserver进行调用处理。kubelet在启动的时候会在配置里面的master节点上注册自己的信息。放比昂

kube-proxy 作用：kube-proxy其实就是管理service的访问入口，包括集群内Pod到Service的访问和集群外访问service。因为pod不能直接被外部访问，所以通过代理的方式可以让service找到对应标签的pod将流量转发到内部。

service是通过Selector选择的一组Pods的服务抽象，其实就是一个微服务，提供了服务的LB和反向代理的能力，而kube-proxy的主要作用就是负责service的实现。

service另外一个重要作用是，一个服务后端的Pods可能会随着生存灭亡而发生IP的改变，service的出现，给服务提供了一个固定的IP，而无视后端Endpoint的变化。

实现：kube-proxy目前有两种实现方式：userspace和iptables。

iptables 将访问的外部流量通过转发的形式定义规则，转发给内部相应的pod ip和端口。
例子：Kubernetes为每个service分配一个clusterIP（虚拟ip）。不同的service用不同的ip，所以端口也不会冲突。Kubernetes的虚拟ip是通过iptables机制实现的。每个service定义的端口，kube-proxy都会监听一个随机端口对应，然后通过iptables nat规则做转发。比如Kubernetes上有个dns服务，clusterIP:10.254.0.10，端口:53。应用对10.254.0.10:53的请求会被转发到该node的kube-proxy监听的随机端口上，然后再转发给对应的pod。如果该服务的pod不在当前node上，会先在kube-proxy之间进行转发。当前版本的kube-proxy是通过tcp代理实现的，性能损失比较大（具体参看后面的压测比较），1.2版本中已经计划将kube-proxy完全通过iptables实现(https://github.com/kubernetes/kubernetes/issues/3760)
flanneld：为的功能是让集群中的不同节点主机创建的Docker容器都具有全集群唯一的虚拟IP地址。因为不同节点上的docker 容器ip都是自己的docker0网卡分配的。所以为了保证在整个集群中每个容器都有自己独立的一个ip采用这个flanneld。工作原理

pod Pod与容器

而在K8S中，Pod包含一个或者多个相关的容器，Pod可以认为是容器的一种延伸扩展，一个Pod也是一个隔离体，而Pod内部包含的一组容器又是共享的（包括PID、Network、IPC、UTS）。除此之外，Pod中的容器可以访问共同的数据卷来实现文件系统的共享