【k8s】基础概念 + 工作原理

【k8s】基础概念 + 工作原理

工作原理：

原理图

工作原理描述：

1、用户通过kubectl或者API server的REST API接口，提交需要运行的docker容器(创建pod请求)；

2、api server将创建pod的相关请求数据存储到etcd(存储中心)中；

3、scheduler监听API server，查询还未分配的Node的Pod,然后根据调度策略为这些Pod分配节点；

4、kube-let则负责在所在的Node节点上接收主节点发来的指令，管理Pod以及Pod中的容器，并定时向master主节点汇报节点资源的使用情况以及容器的情况；

5、controller-manager 则通过api-service监控整个集群的状态，并确保集群处于预期的工作状态

基础概念：

将Docker应用于具体的业务实现，是存在困难的——编排、管理和调度等各个方面，都不容易。于是，人们迫切需要一套管理系统，对Docker及容器进行更高级更灵活的管理。

K8S，就是基于容器的集群管理平台，它的全称，是kubernetes。

一个K8S系统，通常称为一个K8S集群（Cluster）。



这个集群主要包括两个部分：

    一个Master节点（主节点）

    一群Node节点（计算节点）


Master节点主要还是负责管理和控制。Node节点是工作负载节点，里面是具体的容器。


Master节点包括API Server、Scheduler、Controller manager、etcd。

API Server是整个系统的对外接口，供客户端和其它组件调用，相当于“营业厅”。

Scheduler负责对集群内部的资源进行调度，相当于“调度室”。

Controller manager负责管理控制器，相当于“大总管”。

Node节点包括Docker、kubelet、kube-proxy、Fluentd、kube-dns（可选），还有就是Pod。

Pod是Kubernetes最基本的操作单元。一个Pod代表着集群中运行的一个进程，它内部封装了一个或多个紧密相关的容器。
除了Pod之外，K8S还有一个Service的概念，一个Service可以看作一组提供相同服务的Pod的对外访问接口。


Kubelet，主要负责监视指派到它所在Node上的Pod，包括创建、修改、监控、删除等。

Kube-proxy，主要负责为Pod对象提供代理。

Fluentd，主要负责日志收集、存储与查询。

1.ETCD[主节点安装]
etcd服务是数据中心。用于持久化存储信息。要求高可用和数据一致性。即多部署几个master节点
存储哪些信息：k8s有本身的节点信息、组件信息、运行的pod、service都需要做持久化

2.kube-api-server[主节点安装]
api-server提供集群管理的API接口，包括认证授权、数据校验、集群状态变更、其他模块之间的数据交互和通信
其他模块，都是通过api-server查询操作数据，也就是说只有api-server才能直接操作etcd


3.controllerManager[主节点安装]
controllerManager是kubernetes的大脑，它通过api-service监控整个集群的状态，并确保集群处于预期的工作状态
组成：controller-manager是由 kube-controller-manager 和 cloud-controller-manager组成
      kube-controller-manager是由 一系列控制器组成，Replication Controller控制副本、Node Controller节点控制、Deployment Controller管理deployment等等
      cloud-controller-manager是在k8s启用Cloud provider的时候，需要用来配合云服务提供商的控制


4.Scheduler[主节点安装]
kube-scheduler负责实现调度策略，分配调度Pod到集群内的节点上，它监听api-server,查询还未分配的Node的Pod,然后根据调度策略为这些Pod分配节点


5.Calico[所有节点安装]
Calico实现了CNI接口，是kubernetes网络方案的一种选择。
Calico在每一个计算节点利用Linux Kernel实现了一个高效的vRouter来负责数据转发，
而每个vRouter通过BGP协议负责把自己上运行的workload的路由信息像整个Calico网络内传播——小规模部署可以直接互联，大规模下可通过指定的BGP route reflector来完成。 这样保证最终所有的workload之间的数据流量都是通过IP路由的方式完成互联的。

5.flannel[所有节点安装]
kubernetes网络方案的另一种选择

6.kube-ctl[任意节点安装]
kubectl是Kubernetes的命令行工具，是Kubernetes用户和管理员必备的管理工具。
kubectl提供了大量的子命令，方便管理Kubernetes集群中的各种功能。


7.kube-let[工作节点安装]
kube-let就是会在每个工作节点上都运行一个kubelet服务进程，默认监听10250端口。
kube-let负责接收并执行master发来的指令，管理Pod以及Pod中的容器。
每个kubelet进程会在API Server上注册节点自身信息，定期向master节点汇报节点的资源使用情况，并通过cAdvisor监控节点和容器的资源。


8.kube-proxy[工作节点安装][对外]
kube-proxy保证集群内的服务，可以被集群外访问到。
每台工作节点上都应该运行一个kube-proxy服务，它监听API server中service和endpoint的变化情况，并通过iptables等来为服务配置负载均衡，是让我们的服务在集群外可以被访问到的重要方式。


9.kube-dns[独立服务][对内]
kube-dns保证集群内的服务，可以被集群内的pod互相访问到。
kube-dns为Kubernetes集群提供命名服务，主要用来解析集群服务名和Pod的hostname。目的是让pod可以通过名字访问到集群内服务。它通过添加A记录的方式实现名字和service的解析。普通的service会解析到service-ip。headless service会解析到pod列表。