Kubernetes 设计概要(非完整版)

Kubernetes 设计概要

(原文：https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes/blob/master/DESIGN.md)

概述

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* Kubernetes 构建于 Docker之上，是基于container集群的调度服务。用户在须要 container 时，会向 Kubernetes 发起请求，Kubernetes 会从worker节点中选取合适的container回应。

* 随着基于container的应用和系统逐渐扩张，已经出现不少便捷的container工具，它们的工做原理大同小异(Kubernetes也不例外)

* 更进一步看 Kubernetes 的架构时，咱们更倾向将其做为 worker节点 和 service 的 master 来看

关键概念：Container Pod

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* 不一样于 Docker 基于独立的 container，Kubernetes 是基于 pod

* pod 是一组 containers，被调度分配在同一个物理节点之上

* 除上以外，一个 pod 还拥有相同的 IP 、存储 和 端口映射

关键概念：Lables

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* pods 经过 labels 进行组织，每一个pod均可以有多个lables(key=>value形式)

* label机制是 services 和 replicationControllers 工做的基础(其操做单元)

* label能够叠加，以集合的形式使用，

如：

有10个节点拥有label{tier=frontend,stack=prod},但想在replicationController 中分为两类

能够其中(假如)9个节点为{tier=frontend,stack=prod,canary=no}

另外1个节点为{tier=frontend,stack=prod,canary=yes}

则可在 replicationController 中分别控制 

Kubernetes 节点

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* Kubernetes 节点上运行 Docker containers， Docker 负责管理下载镜像、运行 container 等细节

* Kubernetes 

Kubelet

* Kubelet 是逻辑中继器，是 Compute Engine image 的一部分

* Kubelet 以 container 为单位，每一个 conatiner manifest(manifest示例：https://developers.google.com/compute/docs/containers/container_vms#container_manifest)

  为一个 YAML 文件，在其中描述了 pod 的属性

* Kubelet 包含一簇的 manifest，在其中描述了container/pod的工做机制，而且 Kubelet 要负责保证 containers 依照 manifest 的定义被启动和执行

* manifest 有如下提供方式

- File：经过命令行传入，每20秒检查一次

- HTTP endpoint：做为参数manifest，也是每20秒检查一次

- etcd server：Kubelet 可监察 etcd 上的指定文件，对manifest的更改能够更快的发现并同步

- HTTP server：Kubelet 提供了HTTP接口以提交manifest

Kubernetes Proxy

* 每一个worker节点上运行了一个network proxy

* proxy 支持 TCP流转发 或 round-robin 转发

Kubernetes Master

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* etcd

- 稳定可靠地存储全部 master 的状态

* Kubernetes API Server

- pod：每一个pod都在API层有表现

- service：service是proxy的配置单元，service会被命名，并指向一个或多个pod

- replicationController：一个复制controller 带有一个模板，并保证时刻都有必定数量的复制器在运行

- API提供的其余功能

-- 将pod调度到worker节点上，目前的调度器实现很简单

-- 维护pod和service配置的一致性

* Kubernetes Controller Manager Server

- repliationController 配置项不是必须的

- repliationController 是基于pod

- 为了更好的层次，repliationController 的逻辑实际由另外一个server负责，这个新server会监测etcd对repliationController 的操做，而后用 Kubernetes API 去实施 repliation 

Network Model

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* Kubernetes 扩展了 Docker 的网络模型，为使得每一个 pod 在共享的网络中只有一个 IP，并能经过这个IP和其余物理机/container无障碍的通讯