K8S核心架构原理
K8S 的核心功能:自动化运维管理多个容器化程序。
K8S 的核心功能:自动化运维管理多个容器化程序。
K8S是属于主从设备模型(Master-Slave架构),即有Master节点负责核心的调度、管理和运维,Slave节点则执行用户的程序。但是在K8S中,主节点一般被称为Master Node 或者 Head Node,而从节点则被称为Worker Node 或者 Node。
注意:Master Node 和Worker Node是分别安装了K8S的Master和Worker组件的实体服务器,每个Node都对应了一台实体服务器(虽然Master Node可以和其中一个Worker Node安装在同一台服务器上,但建议Master Node单独部署),**所有Master Node和Worker Node组成K8S集群,**同一个集群可能存在多个Master Node和Worker Node。
首先来看Master Node都有哪些组件:
API server:K8S的请求入口服务。 API Server 负责接收K8S所有的请求(来自UI界面或者CLI命令行工具),然后,API Server根据用户的具体请求,去通知其他组件干活。
Scheduler:K8S所有Worker Node 的调度器。
当用户要部署服务时,Scheduler会选择最合适的Worker Node(服务器)来部署。
Controller Manager:K8S所有Worker Node的监控器。
Controller Manager有很多具体的Controller:等。
Controller负责监控和调整在Worker Node上部署的服务的状态,比如用户要求A服务器部署两个副本,那么当其中一个服务挂了的时候,Controller会马上调整,让Scheduler再选择一个Worker Node重新部署服务。
Controller Manager 就是集群内部的管理控制中心,由负责不同资源的多个 Controller (Node Controller、Service Controller、Volume Controller、RS Controller )构成,共同负责集群内的 Node、Pod 等所有资源的管理,比如当通过 Deployment 创建的某个 Pod 发生异常退出时,RS Controller 便会接受并处理该退出事件,并创建新的 Pod 来维持预期副本数。
- Certificate Controller
- ClusterRoleAggregation Controller
- Node Controller
- CronJob Controller
- Daemon Controller
- Deployment Controller
- StatefulSet Controller
- Endpoint Controller
- Endpointslice Controller
- Garbage Collector
- Namespace Controller
- Job Controller
- Pod AutoScaler
- PodGC Controller
- ReplicaSet Controller
- Service Controller
- ServiceAccount Controller
- Volume Controller
- Resource quota Controller
- Disruption Controller
etcd:K8S的存储服务。 etcd存储了K8S的关键配置和用户配置,K8S中仅API Server才具备读写权限,其它组件必须通过API Server的接口才能读写数据。
接下来看Worker Node的组件:
Kubelet。Worker node的监视器,以及与Master Node的通讯器。
Kubelet是Master Node安插在Worker Node上的“眼线”,它会定期向Master Node汇报自己Node上运行服务的状态,并接受来自Master Node的指示采取调整措施。负责控制所有容器的启动停止,保证节点工作正常。
Kube-Proxy。K8S的网络代理。 Kube-Proxy负责Node在K8S的网络通讯、以及对外网络流量的负载均衡。
**Container Runtime。Worker Node的运行环境。**即安装了容器化所需的软件环境确保容器化程序能够跑起来,比如Docker Engine运行环境。
在大概理解了上面几个组件的意思后,我们来看下上面用K8S部署Nginx的过程中,K8S内部各组件如何协同工作的:
我们在master节点执行一条命令要master部署一个nginx应用()
kubectl create deployment nginx --image=nginx
这条命令首先发到master节点的网关api server,这是master的唯一入口
- api server将命令请求交给controller manager进行控制
- controller manager进行应用部署解析,controller manager会生成一次部署信息,并通过api server将信息存入etcd存储中
- scheduler调度器通过api server从etcd存储中拿到要部署的应用,开始计算那个节点有资源适合部署,scheduler把计算出来的调度信息通过api server再放到etcd中
- 每一个node节点的监控组件kubelet,随时和master保持联系(给api-server发送请求不断获取最新数据),拿到master节点存储在etcd中的部署信息
- 假设node2的kubelet拿到部署信息,显示他自己节点要部署某某应用
- node和master也是通过master的api-server组件联系的,kubelet就自己run一个应用在当前机器上,并随时给master汇报当前应用的状态信息,
- 每一个机器上的kube-proxy能知道集群的所有网络,只要node访问别人或者别人访问node,node上的kube-proxy网络代理自动计算进行流量转发。
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