Kubernetes进阶实战一1.3.1Kubernetes集群组件

网友投稿 543 2022-05-30

Kubernetes集群组件

一个典型的Kubernetes集群由多个工作节点(worker node)和一个集群控制平面(control plane,即Master),以及一个集群状态存储系统(etcd)组成。其中Master节点负责整个集群的管理工作,为集群提供管理接口,并监控和编排集群中的各个工作节点。各节点负责以Pod的形式运行容器,因此,各节点需要事先配置好容器运行依赖到的所有服务和资源,如容器运行时环境等。Kubernetes的系统架构如图1-11所示。

Master节点主要由apiserver、controller-manager和scheduler三个组件,以及一个用于集群状态存储的etcd存储服务组成,而每个Node节点则主要包含kubelet、kube-proxy及容器引擎(Docker是最为常用的实现)等组件。此外,完整的集群服务还依赖于一些附加组件,如KubeDNS等。

1.3.1 Master组件

Kubernetes的集群控制平面由多个组件组成,这些组件可统一运行于单一Master节点,也可以以多副本的方式同时运行于多个节点,以为Master提供高可用功能,甚至还可以运行于Kubernetes集群自身之上。Master主要包含以下几个组件。

(1)API Server

API Server负责输出RESTful风格的Kubernetes API,它是发往集群的所有REST操作命令的接入点,并负责接收、校验并响应所有的REST请求,结果状态被持久存储于etcd中。因此,API Server是整个集群的网关。

(2)集群状态存储(Cluster State Store)

《 Kubernetes进阶实战》一1.3.1Kubernetes集群组件

Kubernetes集群的所有状态信息都需要持久存储于存储系统etcd中,不过,etcd是由CoreOS基于Raft协议开发的分布式键值存储,可用于服务发现、共享配置以及一致性保障(如数据库主节点选择、分布式锁等)。因此,etcd是独立的服务组件,并不隶属于Kubernetes集群自身。生产环境中应该以etcd集群的方式运行以确保其服务可用性。

etcd不仅能够提供键值数据存储,而且还为其提供了监听(watch)机制,用于监听和推送变更。Kubernetes集群系统中,etcd中的键值发生变化时会通知到API Server,并由其通过watch API向客户端输出。基于watch机制,Kubernetes集群的各组件实现了高效协同。

(3)控制器管理器(Controller Manager)

Kubernetes中,集群级别的大多数功能都是由几个被称为控制器的进程执行实现的,这几个进程被集成于kube-controller-manager守护进程中。由控制器完成的功能主要包括生命周期功能和API业务逻辑,具体如下。

◆    生命周期功能:包括Namespace创建和生命周期、Event垃圾回收、Pod终止相关的垃圾回收、级联垃圾回收及Node垃圾回收等。

◆    API业务逻辑:例如,由ReplicaSet执行的Pod扩展等。

(4)调度器(Scheduler)

Kubernetes是用于部署和管理大规模容器应用的平台,根据集群规模的不同,其托管运行的容器很可能会数以千计甚至更多。API Server确认Pod对象的创建请求之后,便需要由Scheduler根据集群内各节点的可用资源状态,以及要运行的容器的资源需求做出调度决策,其工作逻辑如图1-12所示。另外,Kubernetes还支持用户自定义调度器。

Kubernetes API

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