k8s架构

 

master节点

 

k8s的集群由master和node组成，节点上运行着若干k8s服务。

 

master节点之上运行着的后台服务有kube-apiserver 、kube-scheduler、kube-controller-manager、etcd和pod网络。以下图所示

 

1. API Server(kube-apiserver)

API Server是k8s的前端接口，各类客户端工具以及k8s其余组件能够经过它管理集群的各类资源。

 

2.Scheduler(kube-scheduler)

scheduer负责决定将pod放在哪一个node上运行。另外scheduler在调度时会充分考虑集群的架构，当前各个节点的负载，以及应用对高可用、性能、数据亲和性的需求。

 

3.Controller Manager(kube-controller-manager)

负责管理集群的各类资源，保证资源处于预期的状态。

 

4.etcd

负责保存k8s集群的配置信息和各类资源的状态信息，当数据发生变化时，etcd会快速的通知k8s相关组件。

 

5.pod网络

pod要可以相互通讯，k8s集群必须掌握pod网络，fannel是其中一个可选的方案。

 

node节点

 

node是pod运行的地方。node上运行的k8s组件有kublet、kube-proxy和pod网络（例如flannel）,以下图所示：

 

 1.kubelet

是node的agent，当scheduler去肯定在某个node上运行pod后，会将pod的具体配置信息发送给该节点的kubelet，kubelet会根据遮羞信息建立和运行容器，并向master报告运行状态。

 

2.kube-proxy

每一个node都会运行kube-proxy服务，外界经过service访问pod，kube-proxy负责将降访问service的TCP/UDP数据流转发到后端的容器。若是有多个副本，kube-proxy会实现负载均衡。

 

3.pod网络

pod能可以互相通讯，k8s集群必须部署pod网络，flannel是其中一个能够选择的方案

 

完整的架构图

为何 k8s-master 上也有 kubelet 和 kube-proxy 呢？

这是由于 Master 上也能够运行应用，即 Master 同时也是一个 Node。

 

几乎全部的 Kubernetes 组件自己也运行在 Pod 里，执行以下命令：

[root@ken ~]# kubectl get pod --all-namespaces -o wide NAMESPACE NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES kube-system coredns-78d4cf999f-dbxpc 1/1 Running 0 4h40m 10.244.0.2 ken <none> <none> kube-system coredns-78d4cf999f-q9vq2 1/1 Running 0 4h40m 10.244.0.3 ken <none> <none> kube-system etcd-ken 1/1 Running 0 4h39m 172.20.10.2 ken <none> <none> kube-system kube-apiserver-ken 1/1 Running 0 4h39m 172.20.10.2 ken <none> <none> kube-system kube-controller-manager-ken 0/1 CrashLoopBackOff 23 4h39m 172.20.10.2 ken <none> <none> kube-system kube-flannel-ds-amd64-bq6jx 1/1 Running 0 4h4m 172.20.10.9 host2 <none> <none> kube-system kube-flannel-ds-amd64-fd8mv 1/1 Running 0 4h24m 172.20.10.2 ken <none> <none> kube-system kube-flannel-ds-amd64-ssqcl 1/1 Running 0 4h5m 172.20.10.7 host1 <none> <none> kube-system kube-proxy-7cnsr 1/1 Running 0 4h5m 172.20.10.7 host1 <none> <none> kube-system kube-proxy-gwmr2 1/1 Running 0 4h40m 172.20.10.2 ken <none> <none> kube-system kube-proxy-n6zxl 1/1 Running 0 4h4m 172.20.10.9 host2 <none> <none> kube-system kube-scheduler-ken 0/1 CrashLoopBackOff 21 4h39m 172.20.10.2 ken <none> <none>

 

 

Kubernetes 的系统组件都被放到kube-system namespace 中。这里有一个kube-dns 组件，它为 Cluster 提供 DNS 服务，咱们后面会讨论。kube-dns是在执行kubeadm init 时做为附加组件安装的。

kubelet 是惟一没有以容器形式运行的 Kubernetes 组件，它在系统中经过 Systemd 运行。

[root@ken ~]# systemctl status kubelet
● kubelet.service - kubelet: The Kubernetes Node Agent Loaded: loaded (/etc/systemd/system/kubelet.service; enabled; vendor preset: disabled) Drop-In: /etc/systemd/system/kubelet.service.d └─10-kubeadm.conf Active: active (running) since Tue 2019-01-29 10:39:16 CST; 4h 44min ago Docs: https://kubernetes.io/docs/ Main PID: 6350 (kubelet) Tasks: 35 Memory: 87.7M CGroup: /system.slice/kubelet.service └─6350 /usr/bin/kubelet --bootstrap-kubeconfig=/etc/kubernetes/bootstrap-kubelet.conf --kubeconfig=/etc/kub... ...

 

k8s集群架构工做演示

 

部署httpd应用 

[root@ken ~]# kubectl run httpd-ken --generator=run-pod/v1 --image=httpd --replicas=2 pod/httpd-ken1 created

 

等待一段时间，应用部署完成。

[root@ken ~]# kubectl get deployment NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE httpd-ken 2/2 2 2 20m

 

k8s 部署了k8s httpd-ken，有两个副本 Pod，分别运行在k8s-node1和k8s-node2。

[root@ken ~]# kubectl get pod -o wide NAME READY STATUS RESTARTS AGE IP NODE NOMINATED NODE READINESS GATES httpd-ken-5c949b96f-9cd52 1/1 Running 0 3m50s 10.244.1.3 host1 <none> <none> httpd-ken-5c949b96f-twdsd 1/1 Running 0 3m50s 10.244.2.3 host2 <none> <none>

 

整个部署过程：

 

① kubectl 发送部署请求到 API Server。

② API Server 通知 Controller Manager 建立一个 deployment 资源。

③ Scheduler 执行调度任务，将两个副本 Pod 分发到 k8s-node1 和 k8s-node2。

④ k8s-node1 和 k8s-node2 上的 kubectl 在各自的节点上建立并运行 Pod。

补充两点：

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

2. flannel 会为每一个 Pod 都分配 IP。由于没有建立 service，目前 kube-proxy 还没参与进来。