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  • kubernetes的组件和概念介绍

    1.控制平面组件(也被称为master节点组件)


    控制平面的组件我们会找一台单独的机器来部署,我们习惯上把部署控制平面组件的机器称为master节点,以下都会用master节点来代替控制平面这个概念,master节点的组件能够对k8s的集群做出全局决策(例如,调度),以及检测和响应集群事件(例如,当部署的副本字段不满足时启动一个新的POD)。Master节点组件可以在k8s集群中的任何机器上运行。 然而,为了简单起见,通常会在同一台机器上启动所有控制平面组件,这台机器上最好不运行其他的容器化程序,所以我们就把专门部署控制平面组件的集群称为master节点。

    1)kube-apiserver -- 所有服务访问的唯一入口

    kube-apiserver是Kubernetes master节点的组件,它公开了Kubernetes API。 API服务是Kubernetes master节点的前端。Kubernetes API服务是通过kube-apiserver组件实现的,kube-apiserver被设计成可以进行自动扩缩容,你可以运行多个kube-apiserver组件,通过keepalive+lvs或者其他负载均衡策略在这些组件之间平衡流量。kube-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,负责接收、解析、处理请求。

    2)kube-scheduler --负责介绍任务,选择合适的节点进行分配任务

    kube-scheduler是kubernetes master节点的组件,用来监视已经被创建但是没有调度到node节点的pod,然后选择一个node节点用来运行它,kube-scheduler主要是负责pod的调度,按照预定的调度策略(如亲和性,反亲和性等)将Pod调度到相应的机器上。

    3)kube-controller-manager --维持副本期望数量

    控制器管理器,用来检测控制器健康状态的,控制器是负责维护集群的状态,检查pod的健康状态,比如故障检测、自动扩展、滚动更新等一些操作。

    • Node控制器
    • ReplicationController控制器
    • ReplicaSet控制器
    • Deployment控制器
    • StatefulSet控制器
    • DaemonSet控制器
    • Job控制器
    • CronJob控制器
    • Endpoint控制器
    • ServiceAccount及Token控制器

    4)etcd --键值对数据库,负责存储k8s集群的重要信息(持久化)

    etcd是一个key/value形式的键值存储,保存了整个kubernetes集群的状态,在kubernetes中使用etcd时,需要对etcd做备份,保证高可用。整个kubernetes系统中一共有两个服务需要用到etcd,用etcd来协同和存储配置,分别是:
    (1)网络插件calico、对于其它网络插件也需要用到etcd存储网络的配置信息
    (2)kubernetes本身,包括各种对象的状态和元信息配置
    注意:网络插件操作etcd使用的是v2的API,而kubernetes操作etcd使用的v3的API,所以在下面我们执行etcdctl的时候需要设置ETCDCTL_API环境变量,该变量默认值为2,表示使用v2版本的etcd api,v3表示使用v3版本的etcd api

    5)docker

    是一个容器引擎,用于运行容器

    6)kube-proxy -- 通过写入规则至iptables, IPVS,实现服务的调度

    k8s代理,是在集群中的每个节点上运行的网络代理,kube-proxy负责请求转发,一旦发现了某一个Service关联的Pod信息发生了改变(如IP、Port等),由Kube-Proxy就会把变化后的service转换成IPVS或IPtables规则中,完成对后端pod的负载均衡

    7)calico

    Calico是一个纯三层的网络插件,calico的bgp模式类似于flannel的host-gw,calico在kubernetes中可提供网络功能和网络策略

    8)cordns

    k8s1.11之前使用的是kube dns,1.11之后才有coredns,coredns是一个DNS服务器,能够为Kubernetes services提供DNS记录

    9)kubelet --跟容器引擎交互,实现容器的生命周期管理

    负责与master节点的apiserver进行通信的,接收到客户的请求,进行创建Pod,管理Pod,启动pod等相关操作



    2. 工作节点组件(也被称为node节点组件)


    节点组件在k8s集群的每一个节点上都需要运行,工作节点用来运行业务pod,

    1)kubelet

    kubelet在k8s集群的每一个节点上都需要运行,属于节点组件,负责与master节点的apiserver进行通信的,接收到客户的请求,进行创建Pod,管理Pod,启动pod等相关操作

    2)kube-proxy

    k8s代理,是在群集中的每个节点上运行的网络代理,kube-proxy负责请求转发,一旦发现了某一个Service关联的Pod信息发生了改变(如IP、Port等),由Kube-Proxy就会把变化后的service转换成IPVS或IPtables规则中,完成对后端pod的负载均衡

    3)docker

    是一个容器引擎,用于运行容器

     

    4)calico

    Calico是一个纯三层的网络插件,calico的bgp模式类似于flannel的host-gw,calico在kubernetes中可提供网络功能和网络策略

     

    3.附加组件


    附件组件使用kubernetes的资源(如daemonset,deployment,statefulset等)实现集群功能,因为它们提供的是集群级别的属性,所以这些附件组件都需要部署到kube-system这个名称空间下。
    1)coredns
    k8s1.11之前使用的是kubedns,1.11之后才有coredns,coredns是一个DNS服务器,能够为 Kubernetes services提供 DNS记录。
    2)Web UI(Dashboard)
    Dashboard是k8s集群的一个web ui界面,通过这个界面可以对k8s资源进行操作,如创建pod,创建存储,创建网络等,也可以监控pod和节点资源使用情况。
    3)Ingress Controller
    七层负载均衡控制器,可以通过创建nginx或者traefik这种七层负载组件,实现域名和https访问。
    4)prometheus+alertmanager+Grafana
    监控系统,可以对kubernetes集群本身的组件监控,也可对物理节点,容器做监控,对监控到的超过报警阀值的数据进行报警,这个报警会发送到指定的目标,如钉钉,微信,qq,slack等。
    5)efk-(全称elasticsearch、fluentd、kibana)
    日志管理系统,可以对物理节点和容器的日志进行统一收集,把收集到的数据在kibana界面展示,kibana提供按指定条件搜索和过滤日志。
    6)metrics
    用于收集资源指标,hpa需要基于metrics实现自动扩缩容

    7)Federation

    跨集群中心多k8s管理统一管理功能

    4.概念

     1) HPA (Horizontal Pod Autoscaling)

    根据CPU利用率进行扩容

    2)Deployment和ReplicaSets

    是为无状态服务而设计

    3)Statefulset

    是为了解决有状态服务的问题

    4) Daemonset

    确保每个node中运行一个pod副本,例如集群存储,日志收集,监控等

    5)Job

    负责批处理任务

    5)cron job

    定期执行

     

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