Kubernetes 笔记

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通过官方网站学习K8s:https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/overview/components/

也可以通过https://k8s.easydoc.net/ 学习、动手操作。

应用的部署经历了三个阶段:直接部署到物理机、部署到虚拟机、部署到容器。现在容器已经成为了一个趋势,一方面方便分配和管理资源,以及资源隔离;另外容器本身占用的资源比虚拟机少,更轻量级。

下图是一个正常运行的K8s 集群所需要的各种组件。

控制平面组件(Control Plane Components)

控制平面组件会为集群做出全局决策,比如资源的调度。以及检测和响应集群事件,例如当不满足部署的 replicas 字段时, 要启动新的 pod)。

控制平面组件可以在集群中的任何节点上运行。 然而,为了简单起见,设置脚本通常会在同一个计算机上启动所有控制平面组件,并且不会在此计算机上运行用户容器。

kube-apiserver

API 服务器是 Kubernetes 控制平面的组件,该组件负责公开了 Kubernetes API,负责处理接受请求的工作。 API 服务器是 Kubernetes 控制平面的前端。

Kubernetes API 服务器的主要实现是 kube-apiserver。 kube-apiserver 设计上考虑了水平扩缩,也就是说,它可通过部署多个实例来进行扩缩。 你可以运行 kube-apiserver 的多个实例,并在这些实例之间平衡流量。

etcd

一致且高度可用的键值存储,用作 Kubernetes 的所有集群数据的后台数据库。

如果你的 Kubernetes 集群使用 etcd 作为其后台数据库,请确保你针对这些数据有一份备份计划。

kube-scheduler

kube-scheduler 是控制平面的组件,负责监视新创建的、未指定运行节点(node)的 Pods,并选择节点来让 Pod 在上面运行。

调度决策考虑的因素包括单个 Pod 及 Pods 集合的资源需求、软硬件及策略约束、亲和性及反亲和性规范、数据位置、工作负载间的干扰及最后时限。

kube-controller-manager

kube-controller-manager 是控制平面的组件,负责运行控制器进程。

从逻辑上讲,每个控制器都是一个单独的进程,但是为了降低复杂性,它们都被编译到同一个可执行文件,并在同一个进程中运行。

这些控制器包括:

  • 节点控制器(Node Controller):负责在节点出现故障时进行通知和响应
  • 任务控制器(Job Controller):监测代表一次性任务的 Job 对象,然后创建 Pods 来运行这些任务直至完成
  • 端点控制器(Endpoints Controller):填充端点(Endpoints)对象(即加入 Service 与 Pod)
  • 服务帐户和令牌控制器(Service Account & Token Controllers):为新的命名空间创建默认帐户和 API 访问令牌

cloud-controller-manager

一个 Kubernetes 控制平面组件, 嵌入了特定于云平台的控制逻辑。 云控制器管理器(Cloud Controller Manager)允许你将你的集群连接到云提供商的 API 之上, 并将与该云平台交互的组件同与你的集群交互的组件分离开来。 cloud-controller-manager 仅运行特定于云平台的控制器。 因此如果你在自己的环境中运行 Kubernetes,或者在本地计算机中运行学习环境, 所部署的集群不需要有云控制器管理器。

与 kube-controller-manager 类似,cloud-controller-manager 将若干逻辑上独立的控制回路组合到同一个可执行文件中, 供你以同一进程的方式运行。 你可以对其执行水平扩容(运行不止一个副本)以提升性能或者增强容错能力。

下面的控制器都包含对云平台驱动的依赖:

  • 节点控制器(Node Controller):用于在节点终止响应后检查云提供商以确定节点是否已被删除
  • 路由控制器(Route Controller):用于在底层云基础架构中设置路由
  • 服务控制器(Service Controller):用于创建、更新和删除云提供商负载均衡器

Node 组件

节点组件会在每个节点上运行,负责维护运行的 Pod 并提供 Kubernetes 运行环境。

kubelet

kubelet 会在集群中每个节点(node)上运行。它保证容器(containers)都运行在 Pod 中。

kubelet 接收一组通过各类机制提供给它的 PodSpecs,确保这些 PodSpecs 中描述的容器处于运行状态且健康。kubelet 不会管理不是由 Kubernetes 创建的容器。

kube-proxy

kube-proxy 是集群中每个节点(node)所上运行的网络代理, 实现 Kubernetes 服务(Service)概念的一部分。

kube-proxy 维护节点上的一些网络规则,这些网络规则会允许从集群内部或外部的网络会话与 Pod 进行网络通信。

如果操作系统提供了可用的数据包过滤层,则 kube-proxy 会通过它来实现网络规则。否则,kube-proxy 仅做流量转发。

容器运行时(Container Runtime)

容器运行环境是负责运行容器的软件。

Kubernetes 支持许多容器运行环境,例如 containerd、CRI-O 以及 Kubernetes CRI (容器运行环境接口) 的其他任何实现。




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