k8s 集群的组成和原理

集群

集群是一组节点，这些节点可以是物理服务器也可以是虚拟机，在它们中安装了k8s的环境。

集群的组成

k8s 集群由 worker 节点和 node 节点组成，其中worker节点由Controller Manager(控制管理器)、etcd(键值数据库)、scheduler(调度器)、api-server(api服务器)；node节点主要由kubelet(监工)、kube-proxy(代理网络组成)。

worker节点各部分的作用

master 负责管理集群，master 协调集群中的所有活动，例如调度应用程序、维护应用程序的所需状态、扩展应用程序和滚动更新。

kube-apiserver

集群控制的入口，提供 HTTP REST 服务。

etcd

一致且高可用的键值存储，用作 Kubernetes 所有集群数据的后台数据库。

kube-scheduler

负责 Pod 的调度

kube-controller-manager

Kubernetes 集群中所有资源对象的自动化控制中心

node节点各部分作用

节点是k8s 中的工作节点，负责维护运行的Pod 并提供k8s的环境。

kubelet

负责 pod 的创建、启动、监控、重启、销毁等工作，同时与Master节点协作，实现集群管理的基本功能。

kube-proxy

实现k8s的通信与负载均衡功能。

归纳

k8s 的核心组件

复制代码

apiserver 提供了资源操作的唯一入口，并提供认证、授权、访问控制、API 注册和发现等机制；
etcd 保存了整个集群的状态，就是一个数据库；
controller manager 负责维护集群的状态，比如故障检测、自动扩展、滚动更新等；
scheduler 负责资源的调度，按照预定的调度策略将 Pod 调度到相应的机器上；
kubelet 负责维护容器的生命周期，同时也负责 Volume（CSI）和网络（CNI）的管理；
Container runtime 负责镜像管理以及 Pod 和容器的真正运行（CRI）；
kube-proxy 负责为 Service 提供 cluster 内部的服务发现和负载均衡；

k8s 部署一个应用的交互流程

程序员使用命令行工具： kubectl ； kubectl create deploy tomcat --image=tomcat8（告诉 master 让集群使用 tomcat8 镜像，部署一个 tomcat 应用）。
kubectl 命令行内容发给 api-server，api-server 保存此次创建信息到 etcd 。
etcd 给 api-server 上报事件，说刚才有人给我里面保存一个信息。（部署Tomcat $deploy$ ）
controller-manager 监听到 api-server 的事件，是（部署Tomcat $deploy$ ）。
controller-manager 处理这个（部署Tomcat $deploy$ ）的事件。controller-manager 会生成 Pod 的部署信息【pod信息】。
controller-manager 把 Pod 的信息交给 api-server ，再保存到 etcd
etcd 上报事件【pod信息】给 api-server 。
scheduler 专门监听【pod信息】，拿到【pod信息】的内容，计算，看哪个节点合适部署这个 Pod【pod 调度过后的信息（node: node-02）】。
scheduler 把【pod 调度过后的信息（node: node-02）】交给 api-server 保存给 etcd 。
etcd 上报事件【pod调度过后的信息（node: node-02）】，给 api-server 。
其他节点的 kubelet 专门监听【pod 调度过后的信息（node: node-02）】事件，集群所有节点 kubelet 从 api-server 就拿到了【pod调度过后的信息（node: node-02）】事件。
每个节点的 kubelet 判断是否属于自己的事情；node-02 的 kubelet 发现是他的事情
node-02 的 kubelet 启动这个 pod。汇报给 master 当前启动好的所有信息。