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基本工作過程
Kubernetes 的核心工作過程：
- 資源對象：Node、Pod、Service、Replication Controller 等都可以看作一種資源對象
- 操作：通過使用 kubectl 工具，執(zhí)行增刪改查
- 存儲：對象的目標狀態(tài)(預設狀態(tài))，保存在 etcd 中持久化儲存;
- 自動控制：跟蹤、對比 etcd 中存儲的目標狀態(tài)與資源的當前狀態(tài)，對差異資源糾偏，自動控制集群狀態(tài)。
Kubernetes 實際是：高度自動化的資源控制系統(tǒng)，將其管理的一切抽象為資源對象，大到服務器 Node 節(jié)點，小到服務實例 Pod。
Kubernetes 的資源控制是一種聲明+引擎的理念：
- 聲明：對某種資源，聲明他的目標狀態(tài)
- 自動：Kubernetes 自動化資源控制系統(tǒng)，會一直努力將該資源對象維持在目標狀態(tài)。
架構(物理+邏輯)
Kubernetes 集群，是主從架構：
- Master：管理節(jié)點，集群的控制和調度
- Node：工作節(jié)點，執(zhí)行具體的業(yè)務容器
下述幾個組件，都是獨立的進程，每個進程都是 Go 語言編寫，實際部署 Kubernetes 集群，就是部署這些程序。
Master節(jié)點：
- kube-apiserver
- kube-controller-manager
- kube-scheduler
- Node節(jié)點：
- kubelet
- kube-proxy
具體，2 種角色的節(jié)點，需要運行的進程和職責不同，詳細描述如下。
Master 管理節(jié)點：管理整個 Kubernetes 集群，接收外部命令，維護集群狀態(tài)。
- apiserver： Kubernetes API Server
- 集群控制的入口
- 資源的增刪改查，持久化存儲到 etcd
- kubectl 直接與 API Server 交互，默認端口 6443。
- etcd: 一個高可用的 key-value 存儲系統(tǒng)
- 作用：存儲資源的狀態(tài)
- 支持 Restful 的API。
- 默認監(jiān)聽 2379 和 2380 端口(2379提供服務，2380用于集群節(jié)點通信)(疑問：集群節(jié)點，是說 etcd 的集群? Master 集群?)
- scheduler： 負責將 pod 資源調度到合適的 node 上。
- 調度算法：根據(jù) node 節(jié)點的性能、負載、數(shù)據(jù)位置等，進行調度。
- 默認監(jiān)聽 10251 端口。
- controller-manager: 所有資源的自動化控制中心
- 每個資源，都對應有一個控制器(疑問：作用是什么?)
- controller manager 管理這些控制器
- controller manager 是自動化的循環(huán)控制器
- Kubernetes 的核心控制守護進程，默認監(jiān)聽10252端口。(疑問：為什么有監(jiān)聽段口感?)
補充說明：
scheduler和controller-manager都是通過apiserver從etcd中獲取各種資源的狀態(tài)，進行相應的調度和控制操作。
Node 節(jié)點：Master 節(jié)點，將任務調度到 Node 節(jié)點，以 docker 方式運行;當 Node 節(jié)點宕機時，Master 會自動將 Node 上的任務調度到其他 Node 上。
- kubelet: 本節(jié)點Pod的生命周期管理，定期向Master上報本節(jié)點及Pod的基本信息
- Kubelet是在每個Node節(jié)點上運行agent
- 負責維護和管理所有容器：從 apiserver 接收 Pod 的創(chuàng)建請求，啟動和停止Pod
- Kubelet不會管理不是由Kubernetes創(chuàng)建的容器
- 定期向Master上報信息，如操作系統(tǒng)、Docker版本、CPU、內存、pod 運行狀態(tài)等信息
- kube-proxy：集群中 Service 的通信以及負載均衡
- 功能：服務發(fā)現(xiàn)、反向代理。
- 反向代理：支持TCP和UDP連接轉發(fā)，默認基于Round Robin算法將客戶端流量轉發(fā)到與service對應的一組后端pod。
- 服務發(fā)現(xiàn)：使用 etcd 的 watch 機制，監(jiān)控集群中service和endpoint對象數(shù)據(jù)的動態(tài)變化，并且維護一個service到endpoint的映射關系。(本質是：路由關系)
- 實現(xiàn)方式：存在兩種實現(xiàn)方式，userspace 和 iptables。
- userspace：在用戶空間，通過kuber-proxy實現(xiàn)負載均衡的代理服務，是最初的實現(xiàn)方案，較穩(wěn)定、效率不高;
- iptables：在內核空間，是純采用iptables來實現(xiàn)LB，是Kubernetes目前默認的方式;
- runtime：一般使用 docker 容器，也支持其他的容器。
集群的高可用
Kubernetes 集群，在生產(chǎn)環(huán)境，必須實現(xiàn)高可用：
- 實現(xiàn)Master節(jié)點及其核心組件的高可用;
- 如果Master節(jié)點出現(xiàn)問題的話，那整個集群就失去了控制;
具體的 HA 示意圖：
上述方式可以用作 HA，但仍未成熟，據(jù)了解，未來會更新升級 HA 的功能.
具體工作原理：
- etcd 集群：部署了3個Master節(jié)點，每個Master節(jié)點的etcd組成集群
- 入口集群：3個Master節(jié)點上的APIServer的前面放一個負載均衡器，工作節(jié)點和客戶端通過這個負載均衡和APIServer進行通信
- pod-master保證僅是主master可用，scheduler、controller-manager 在集群中多個實例只有一個工作，其他為備用
分享標題：K8s集群架構與高可用解析
文章源于：http://www.5511xx.com/article/cdcccsd.html
