玩转k8s（二）—— Kubernetes架构

1. Master节点

Master是Kubernetes Cluster的大脑，运行这Daemon服务（守护进程）包括 kube-apiserver、kube-scheduler、kube-controller-manager、etcd和Pod网络（如flannel）。

（1）API Server（kube-apiserver）

API Server提供 HTTP/HTTPS RESTful API，即Kubernetes API。API Server是K8s Cluster的前端接口，各类客户端工具（CLI或UI）以及k8s其他组件可以通过它管理Cluster的各种资源。

（2）Scheduler（kube-scheduler）

Scheduler负责决定将Pod放在哪个Node上运行。Scheduler在调度时会充分考虑Cluster的拓扑结构，当前各个节点的负载，以及应用节点的负载，以及应用对高可用、性能、数据亲和性的需求。

（3）Controller Manager（kube-controller-manager）

Controller Manager负责管理Cluster各种资源，保证资源处于预期的状态。Controller Manager由多种controller组成，包括replication controller、endpoints controller、namespace controller、serviceaccounts controller等。

不同的controller管理不同的资源。例如，replication controller管理Deployment、StatefulSet、DaemonSet的生命周期，namespace controller管理Namespace资源。

（4）etcd

etcd负责保存k8s cluster的配置信息和各种资源的状态信息，当数据发生变化时，etcd会快速地通知k8s相关组件。

（5）Pod网络

Pod要能够相互通信，k8s cluster必须部署Pod网络，flannel是其中一个可选方案。

2. Node节点

Node是Pod运行的地方，Kubernetes支持Docker、rkt等容器Runtime。Node上运行的Kubernetes组件有kubelet、kube-proxy和Pod网络。

（1）kubelet

kubelet是Node的agent，当Scheduler确定在某个Node上运行Pod后，会将Pod的具体配置信息（image、volume等）发送给该节点的kubelet，kubelet根据这些信息创建和运行容器，并向Master报告运行状态。

（2）kube-proxy

service 在逻辑上代表了后端的多个Pod，外界通过service访问Pod。Service接收到的请求是如何发给Pod的呢？这就是kube-proxy要完成的工作。

每个Node都会运行kube-proxy服务，它负责将service的TCP/UDP数据流转发到后端的容器。如果有多个副本，kube-proxy会实现负载均衡。

（3）Pod网络

Pod要能够相互通信，k8s必须部署pod网络。

实例

root@k8s-master:~# kubectl create deployment httpd-app --image=httpd:latest --replicas=3
deployment.apps/httpd-app created

等待应用部署完成，查看pod：

root@k8s-master:~# kubectl get pod -o wide
NAME                         READY   STATUS    RESTARTS   AGE   IP           NODE        NOMINATED NODE   READINESS GATES
httpd-app-54d8977885-6tfjf   1/1     Running   0          38s   10.244.1.4   k8s-node1   <none>           <none>
httpd-app-54d8977885-dgg88   1/1     Running   0          38s   10.244.2.2   k8s-node2   <none>           <none>
httpd-app-54d8977885-lbtqh   1/1     Running   0          38s   10.244.1.3   k8s-node1   <none>           <none>

可以看到 k8s 部署了 deployment httpd-app，有三个副本Pod，分别运行在 k8s-node1 和 k8s-node2。

部署过程：

（1）kubectl发送部署请求到API Server。

（2）API Server 通知 Controller Manager创建一个deployment的资源

（3）Scheduler执行调度任务，将三个副本分发到k8s-node1和k8s-node2。

（4）k8s-node1和k8s-node2 上的kubectl在各自的节点上创建并运行Pod。

补充：

（1）应用的配置和当前状态信息都保存在etcd中，执行kubectl get pod时 API Server会从etcd中读取这些数据.

（2）flannel会为每个Pod都分配IP，因为没有创建service，所以目前kube-proxy还没有参与进来。