浅入Kubernetes(9):了解组件

内容纲要

本篇主要介绍 Kubernetes 中的架构组成,在前面我们已经学习到了 kubeadm、kubectl,这两个命令行工具是 k8s 组成之一。而前面在搭建集群时,也学到了 master、worker 节点;第一篇第二篇中也提前介绍了一些 k8s 的概念,这篇将会对这些 k8s 中关键的组件或结构组成进行讲述。

架构组成

我们可以看一下这两张图,所表示的都是关于 Kubernetes 集群的架构。

一个 kubernetes 集群是由一组被称为节点(Node)的机器或虚拟机组成,集群由 master、worker 节点组成,每个机器至少具有一个 worker 节点。

《浅入Kubernetes(9):了解组件》

【图来源:linux基金会官方k8s教程
《浅入Kubernetes(9):了解组件》

【图来源:kubernetes官方文档

Master

在前面两个图中,可以看到 Master 是由一组称为控制平面组件组成的,我们可以打开 /etc/kubernetes/manifests/ 目录,里面是 k8s 默认的控制平面组件。

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├── etcd.yaml
├── kube-apiserver.yaml
├── kube-controller-manager.yaml
└── kube-scheduler.yaml

对于集群来说, etcd、apiserver、schedluer 是必不可少的,接下来了解一下这几个组件的作业和相关资料。

kube-apiserver

kube-apiserver 是 k8s 主要进程之一,apiserver 组件公开了 Kubernetes API ,apiserver 是 Kubernetes 控制面的前端。kubectl 具有控制集群的很强大的功能,正是 apiserver 提供了接口服务,kubectl 解析用户输入的指令后,向 apiserver 发起 HTTP 请求,再将结果反馈给用户。

其暴露的 endiont 端口是 6443,我们通过 kubeadm join ip:6443 ... 将节点加入集群,正是通过 apiserver 处理的。

etcd

etcd 是兼具一致性和高可用性的键值数据库,作为保存 Kubernetes 所有集群数据的后台数据库。kube-apiserver 的所有操作结果都会存储到 etcd 数据库中,etcd 主要存储 k8s 的状态、网络配置以及其它持久化数据,etcd 是使用 B+ 树实现的。

kube-scheduler

scheduler 负责监视新创建的 pod,并把 pod 分配到节点上。

kube-controller-manager

kube-controller-manager 中包含了多个控制器,它们都被编译到一个二进制文件中,但是启动后会产生不同的进程。这些控制器有:

  • 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

Worker

工作节点是真正干活的节点,每个工作节点上都运行着 kubelet、kube-proxy 两个 k8s 组件以及容器引擎。kube-apiserver 这些称为 控制平面组件,而 kubelet、kube-proxy 则称为 节点组件。

kubelet 与所有安装在节点上的底层容器引擎进行交互,它确保所需的容器都运行在 pod 中,如果我们直接使用 docker run 创建容器,kubelet 不会管理非 kubernetes 创建的容器。

kube-proxy 负责管理容器的网络连接,是集群中每个节点上运行的网络代理,也是我们之前学习到的 Service 服务的一部分。

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