k8s的框架及各個元件的簡介

2021-10-09 12:31:24 字數 3883 閱讀 7078

kubernetes是google 2023年建立管理的,是google 10多年大規模容器管理技術borg的開源版本。它是容器集群管理系統,是乙個開源的平台,可以實現容器集群的自動化部署、自動擴縮容、維護等功能。

通過kubernetes你可以:

快速部署應用

快速擴充套件應用

無縫對接新的應用功能

節省資源,優化硬體資源的使用

kubernetes 特點:

可移植: 支援公有雲,私有雲,混合雲,多重雲(multi-cloud)

可擴充套件: 模組化, 外掛程式化, 可掛載, 可組合

自動化: 自動部署,自動重啟,自動複製,自動伸縮/擴充套件

核心元件:apiserver:所有服務訪問統一入口

crontrollermanager:維持副本期望數目

scheduler:負責介紹任務,選擇合適的節點進行分配任務

etcd::鍵值對資料庫 儲存k8s集群所有重要資訊(持久化)

kubelet: 直接跟容器引擎互動實現容器的生命週期管理

kube-proxy:負責寫入規則至iptables、 ipvs實現服務對映訪問的

一些其他外掛程式:

coredns:可以為集群中的svc建立一-個網域名稱ip的對應關係解析

dashboard:給k8s集群提供乙個b/s 結構訪問體系

ingress controller:官方只能實現四層**,ingress 可以實現七層**

federation:提供–個可以跨集群中心多k8s統-管理功能

prometheus:提供k8s集群的監控能力

elk:提供kbs集群日誌統一分析介入平台

如圖所示,是k8s的所有元件,上半部分是屬於master, 主要做整個集群的任務調配,pod的管理和維護,將不同人物排程到不同node上執行,而下面的是node部分,主要執行不同的任務,位置pod的什麼週期,和容器引擎完成互動。

每個節點都執行如下kubernetes關鍵元件。

kubelet

cri,container,running 和 interfere,直接喝容器引擎互動時間容器的生命週期的管理。與master節點協作,是主節點的**,負責pod對應容器的建立,啟動,停止等任務。kubelet定期向主機點匯報加入集群的node的各類資訊,

kube-proxy

kubernetes service使用其將鏈結路由到pod,作為外部負載均衡器使用,在一定數量的pod之間均衡流量。比如,對於負載均衡web流量很有用。

docker

kubernetes使用的容器技術來建立容器。

pod是k8s中能被執行的最小邏輯單元,乙個pod裡可以執行多個容器,這些容器共享儲存、網路和命名空間,以及如何執行的規範。在pod中,所有容器都被同一安排和排程,並執行在共享的上下文中。對於具體應用而言,pod是它們的邏輯主機,pod包含業務相關的多個應用容器。

kubernetes不只是支援docker容器,它也支援其他容器。

pod 的上下文可以理解成多個linux命名空間的聯合:

pid 命名空間(同乙個pod中應用可以看到其它程序)

網路 命名空間(同乙個pod的中的應用對相同的ip位址和埠有許可權)

ipc 命名空間(同乙個pod中的應用可以通過vpc或者posix進行通訊)

uts 命名空間(同乙個pod中的應用共享乙個主機名)

pod 是有生命週期的,他們可以被創造,並且銷毀以後不會在啟動。例如 deployment 控制pod的數量,還可以支援滾動更新,先更新乙個新的副本,然後將舊的副本刪除掉,以此達到更新換代的目的。

而service定義了一組pods的邏輯集合和用於訪問他們的策略。在k8s中,應用服務被法寶封裝放入容器中在pod中執行。每個pod分配乙個ip位址,然而,乙個應用可以會被部署到多個pod中,pod也可能不斷的被創造和銷毀,k8s利用service這一抽象層,來講同一應用下的pod打包,通過service進行統一訪問(可能通過label實現,label是一種k8s的管理方式,用於分類管理資源物件,標籤和資源屬於多對多的對應關係),service將使用者的請求**到pod對應的埠上,建立了pod埠和使用者訪問埠的一種對映關係。

etcd的官方將它定位成乙個可信賴的分布式鍵值儲存服務,它能夠為整個分布式集群儲存

一些關鍵資料,協助分布式集群的正常運轉

etcd是乙個高可用的鍵值儲存系統,主要用於共享配置和服務發現,它通過raft一致性演算法處理日誌複製以保證強一致性,我們可以理解它為乙個高可用強一致性的服務發現儲存倉庫。

在kubernetes集群中,etcd主要用於配置共享和服務發現

etcd主要解決的是分布式系統中資料一致性的問題,而分布式系統中的資料分為控制資料和應用資料,etcd處理的資料型別為控制資料,對於很少量的應用資料也可以進行處理。

kubernetes的網路模型假定了所有pod都在-乙個可以直接連通的扁平的網路空間中,這在

gce (google compute engine)裡面是現成的網路模型,kubernetes 假定這個網路已經存在。

而在私有雲裡搭建kubernetes 集群,就不能假定這個網路已經存在了。我們需要自己實現這

個網路假設,將不同節點上的docker容器之間的互相訪問先打通,然後執行kubernetes

flannel是core0s團隊針對kubernetes 設計的乙個網路規劃服務,簡單來說,它的功能是

讓集群中的不同節點主機建立的docker 容器都具有全集群唯一的虛擬ip位址。 而且它還能在

這些ip位址之間建立乙個覆蓋網路(overlay network),通過這個覆蓋網路,將資料報原封

不動地傳遞到目標容器內

etcd之flannel 提供說明:

〉儲存管理flannel 可分配的ip位址段資源

〉監控etcd中每個pod的實際位址,並在記憶體中建立維護pod節點路由表

同乙個pod內部通訊:同乙個pod 其享同-乙個網路命名空間,其享同-個linux協議棧

podl至pod2

〉pod1 與pod2 不在同一 臺主機。pod的位址是與docker0在同- -個網段的。但docker0網段與宿主機網絡卡是兩個完全不同的ip網段,並且不同可node之間的通訊只能通過宿主機的物理網絡卡進行。將pod的ip和所在enode的p關聯起來,通過這個關聯pod可以互相訪問

〉podl 與pod2 在同- 一台機器。由docker0 網橋直接**請求至pod2. 不需要經過flannel

pod至service的網路

日前基於效能考慮,全部為lvs維護和**

pod到外網:pod 向外網傳送請求,查詢路由表,**資料報到宿主機的網絡卡,宿主網絡卡完成路由選擇後,iptables執行masquerade.把源ip更改為宿主網絡卡的ip.然後向外網伺服器傳送請求

外網訪問pod: service

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