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Kubernetes架构

​ Kubernetes 架构是一个比较典型的二层架构和 server-client 架构。Master 作为中央的管控节点,会去与 Node 进行一个连接。

​ 所有 UI 的、clients、这些 user 侧的组件,只会和 Master 进行连接,把希望的状态或者想执行的命令下发给 Master,Master 会把这些命令或者状态下发给相应的节点,进行最终的执行。

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Kubernetes架构—master

​ Kubernetes 的 Master 包含四个主要的组件:API Server、Controller、Scheduler 以及 etcd。

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  • API Server:是用来处理 API 操作的,Kubernetes 中所有的组件都会和 API Server 进行连接,组件与组件之间一般不进行独立的连接,都依赖于 API Server 进行消息的传送;

  • Controller:控制器,它用来完成对集群状态的一些管理。

  • Scheduler:调度器,完成调度的操作。例如,一个用户提交了 Container,调度器依据它对 CPU、对 memory 请求大小,找一台合适的节点,进行放置;

  • etcd:是一个分布式的一个存储系统,API Server 中所需要的这些原信息都被放置在 etcd 中,etcd 本身是一个高可用系统,通过 etcd 保证整个 Kubernetes 的 Master 组件的高可用性。

Kubernetes架构—Node

​ Kubernetes 的 Node 是真正运行业务负载的,每个业务负载会以 Pod 的形式运行。一个 Pod 中运行的一个或者多个容器,真正去运行这些 Pod 的组件的是叫做 kubelet,也就是 Node 上最为关键的组件,它通过 API Server 接收到所需要 Pod 运行的状态,然后提交到下面画的这个 Container Runtime 组件中。

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​ 在 OS 上去创建容器所需要运行的环境,最终把容器或者 Pod 运行起来,也需要对存储跟网络进行管理。Kubernetes 并不会直接进行网络存储的操作,他们会靠 Storage Plugin 或者是网络的 Plugin 来进行操作。用户自己或者云厂商都会去写相应的 Storage Plugin 或者 Network Plugin,去完成存储操作或网络操作。

​ 在 Kubernetes 自己的环境中,也会有 Kubernetes 的 Network,它是为了提供 Service network 来进行搭网组网的。真正完成 service 组网的组件的是 Kube-proxy,它是利用了 iptable 的能力来进行组建 Kubernetes 的 Network,就是 cluster network,以上就是 Node 上面的四个组件。

​ Kubernetes 的 Node 并不会直接和用户进行交互,它的交互只会通过 Master。而用户是通过 Master 向节点下发这些信息的。Kubernetes 每个 Node 上,都会运行我们刚才提到的这几个组件。

kubernetes—交互流程

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​ 用户可以通过 UI 或者 CLI 提交一个 Pod 给 Kubernetes 进行部署,这个 Pod 请求首先会通过 CLI 或者 UI 提交给 Kubernetes API Server,下一步 API Server 会把这个信息写入到它的存储系统 etcd,之后 Scheduler 会通过 API Server 的 watch 或者叫做 notification 机制得到这个信息:有一个 Pod 需要被调度。

​ 然后 Scheduler 会根据它的内存状态进行一次调度决策,在完成这次调度之后,它会向告诉API Server 这个 Pod 需要被调度到某一个节点上。

​ 接着 API Server 接收到这次操作之后,会把这次的结果再次写到 etcd 中,然后 API Server 会通知相应的节点进行这次 Pod 真正的执行启动。相应节点的 kubelet 会得到这个通知,kubelet 就会去调 Container runtime 来真正去启动配置这个容器和这个容器的运行环境,去调度 Storage Plugin 来去配置存储,network Plugin 去配置网络。