图解kubernetes中api聚合机制的实现

kubernetes中apiserver的设计无疑是复杂的,其自身内部就包含了三种角色的api服务,今天咱们一块儿来臆测下其内部的设计,搞明白aggregator、apiserver、apiExtensionsServer(crd server)的设计精要

1.从web服务到web网关到CRD

apiserver仍是蛮复杂的，今天咱们只讨论其kube-aggregator/apiserver/apiextensions三者架构上的设计，而不关注诸如请求认证、准入控制、权限等等

1.1 最基础的REST服务

一个最基础的Rest服务一般会包括一个resource资源和一组HTTP请求的方法, 在kubernetes中被称为一个REST，其内部还内嵌了一个Store(能够理解为继承)，其提供了针对某个具体资源的全部操做的集合，也就是咱们常说的最终执行CRUD的具体操做的实现

1.2 Service

咱们有了Rest就能够提供各类k8s中资源的管理，可是若是我要进行扩展呢，若是要支持一些外部的资源k8s中不存在， 最简单的方式确定就是在外部独立一个服务了，由这个服务本身管理数据存储、变动、控制等等逻辑

1.3 APIAggregator

当经过外部服务来进行集群资源扩展的时候，针对这类资源咱们如何集成到当前的apiserver中呢？为此k8s中设计了APIAggregator组件(其实APIAggreator组件还包括代理后端服务等功能)，来实现外部服务的集成，这样开发人员不用修改k8s代码，也能够来自定义服务信息

1.4 一个服务的基本功能

一个基础的业务服务一般包含数据模型、控制逻辑、持久化存储、基础功能(认证、监控、日志等等)等等，为了要建立一个服务，咱们一般须要以下操做(不包含设计阶段)：1)选择合适的框架(完成基础功能) 2)定义数据模型 3)选择数据存储 4)编写业务控制逻辑， 这里面除了业务控制逻辑，其他部分在大多数状况下可能都是通用，好比框架、数据存储这些，那能不能简化下？来看大招CRD

1.5 CustomResourceDefinitions

CRD中文被称为自定义资源类型，其核心在k8s中提供数据模型定义、数据存储、基础功能，这样若是咱们要扩展服务就只须要编写一个业务逻辑控制器便可， 咱们思考下其场景

一般web请求的处理流程都是反序列化、验证字段、业务逻辑处理、数据存储，而在k8s中业务控制逻辑大多数由controller来进行，那为了支持CRD剩余工做确定也是在k8s中完成的

在咱们完成定义模型以后，k8s的crd模块须要进行对应资源REST的构建、验证、转换、存储等操做这些无疑都是耗费资源的，并且在apiserver这种数据总线上，由此能够发行CRD并不支持大规模的数据存储 

1.6 CRD server

CRDServer主要就是负责CRD资源的管理，其会监听CRD资源的变动，而且为其建立对应的REST接口，完成对应的认证、转换、验证、存储等机制

2. ServerChan

ServerChan从设计上更相似一种责任链的模式，简单来讲若是我处理不了该请求，我就交给下我的处理，这种操做在k8s中被称为delegate(委托),接下来咱们开始了解其关键实现

2.1 服务的角色划分

到目前咱们已经有了三个server, 其中APIAggregator负责外部服务的集成和内部请求的转发，apiserver服务k8s汇总内部资源的控制，CRDServer则负责用户自定义资源的处理，而后咱们就只须要将三者串联起来，就是咱们最终的apiserver

2.2 责任链上的层层委托

当APIAggregator接收到请求以后，若是发现对应的是一个service的请求，则会直接转发到对应的服务上不然则委托给apiserver进行处理，apiserver中根据当前URL来选择对应的REST接口处理，若是未能找到对应的处理，则会交由CRD server处理， CRD server检测是否已经注册对应的CRD资源，若是注册就处理

2.3 APIAggregator上的服务注册

APIAggreagtor中会经过informer 监听后端Service的变化，若是发现有新的服务，就会建立对应的代理转发，从而实现对应的服务注册

2.4 CRD Server中的资源感知

当在集群中建立了对应的CRD资源的时候，会经过内部的controller来感知对应的CRD资源信息，而后为其建立对应的REST处理接口，这样后续接收到对应的资源就能够进行处理了 

3. 基础概览图

读k8s代码老是这样迷迷糊糊中又能灵光一现直接柳暗花明，流程真的重要嘛，貌似也不是很重要，了解其上层设计，而后直接关注感兴趣点便可，除非和我同样就是感兴趣，那就只能死磕了，我该去吃饭了，祝你好运

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