Kubernetes是云原生的核心,也是云技术的王者,掌握好Kubernetes极其重要,下面我就深度来解析Kubernetes@mikechen
Kubernetes
Kubernetes(简称 K8s),是一个开源的容器编排平台,主要由“Google“研发。
Kubernetes(K8s),作为一款强大的容器编排引擎,在现代云原生应用开发中扮演着至关重要的角色。
Kubernetes 可以自动化地管理容器的部署、和运行,简化容器生命周期管理。
Kubernetes 支持高可扩展性、和弹性,能根据负载动态调整集群的资源、和容器数量。
并且,Kubernetes 提供了自动化的部署、和版本控制…等等功能,能够简化应用的持续交付和更新。
Kubernetes原理
Kubernetes 架构的基本结构,主要由两部分构成:Master 节点、和 Node 节点。
如下图所示:
这两部分各自承担不同的角色和职责,共同协作完成集群的管理、调度、和执行任务。
Kubernetes master主节点
Kubernetes API Server
API Server :是集群的控制中心,所有操作都通过它进行。
API Server,作为集群的控制中心,提供RESTful API供用户、和工具与集群进行交互。
RESTful 接口
提供了一套标准的 RESTful API,允许用户、和工具,通过 HTTP 请求来管理集群中的各种资源(如: Pod、Deployment、Service …等)。
认证与授权
负责对请求进行认证和授权,确保只有授权的用户、或服务,才能对集群进行操作。
工作流程:
- 用户、或工具,通过 Kubernetes 客户端(如 kubectl)向 API Server 发起请求。
- API Server 验证请求是否合法,并与 etcd 中的数据进行交互,更新集群状态。
- 根据请求类型,API Server 将控制任务传递给: Controller Manager、 或 Scheduler …等组件。
Controller Manager
Controller Manager 是 Kubernetes 控制平面的一个重要组件,负责维护集群的状态,以及集群中的各类控制循环(Controller)。
Controller Manager 包含:多个控制器,每个控制器负责监控一种特定的资源。
比如:
- Deployment Controller: 确保 Deployment 定义的 Pod 副本数量保持一致。
- ReplicaSet Controller: 确保 ReplicaSet 定义的 Pod 副本数量保持一致。
- Node Controller: 监控节点的状态,处理节点故障。
- Service Controller: 创建和更新 Service 的实现。
工作流程:
Controller Manager ,会定期检查集群中的对象(如 :Pod、Deployment… 等),并与预期的状态进行比对。
如果实际状态与期望状态不符,控制器会通过 API Server 发出请求,调整集群资源以使其回到预期状态。
Scheduler
Scheduler,是集群的“调度员”,负责将新建的 Pod 调度到合适的 Node 节点上。
Scheduler 根据一系列的调度策略(如:资源利用率、节点亲和性、节点污点…等),来选择最合适的节点。
etcd
etcd 是 Kubernetes 的分布式键值存储系统,负责:存储、和保存集群的所有重要数据。
它是集群的可靠数据源,所有关于集群状态的变化(例如: Pod 的创建、更新、删除…等),都会被记录到 etcd 中。
etcd 支持数据的高可用性和一致性,使用 Raft 协议来实现数据的分布式一致性。
当一个节点发生故障时,etcd 可以通过其他节点来恢复数据,确保集群的稳定运行。
Kubernetes 工作节点
Master 节点负责集群的管理和调度,而 Node 节点则负责执行具体的应用容器。
Node 节点(也称为工作节点),是 Kubernetes 集群的执行单元,负责:运行容器化应用。
每个 Node 节点上都运行一个、或多个容器,通常在生产环境中,每个 Node 上会运行多个 Pod(Kubernetes 的基本工作单元)。
Node 节点与 Master 节点协作,执行调度和管理的任务。
Kubelet
kubelet :负责管理节点上的Pod,确保Pod中的容器正常运行。
kubelet 从 Master 节点获取 Pod 相关的信息,并根据这些信息在 Node 节点上启动、停止容器。
Kube-proxy
实现Kubernetes Service的网络代理功能。
容器运行时
容器运行时:负责启动、和管理容器。
Kubernetes 支持多种容器运行时,如: Docker、containerd、CRI-O… 等。
这些组件紧密协作,共同维持 Kubernetes 集群的健康、可用、和高效运行。
mikechen
陈睿|mikechen,10年+大厂架构经验,资深技术专家,就职于阿里巴巴、淘宝、百度等一线互联网大厂。
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