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  1. cloudnative/

k8s架构设计

·1266 words·3 mins·
云原生 K8s
Table of Contents

组件 #

k8s可分为三大块：控制平面、节点和其他。

控制平面包括：

  • API Server
  • Scheduler
  • Controller Manager
  • etcd

节点包括：

  • kubelet
  • kube-proxy
  • 容器运行时（docker、rkt等）

其他包括：

  • DNS Server
  • Dashboard
  • Ingress
  • Heapster
  • 网络插件
  • 等

插件化 #

数据流向 #

  1. k8s中的组件只与API server交流
  2. API server只能与etcd交流
  3. 组件如果需要存储/读取数据，统一通过API server处理

数据一致性 #

k8s中存在大量组件，这些组件需要更新大量数据，如何保证高并发下的数据一致性？

通过约束组件统一通过API server存储/读取数据，因此，只需在API server处使用乐观并发锁，就可以实现数据一致性。

API server #

鉴权&准入 #

一个对API server的请求需要经过多个插件。

  1. 鉴权插件

​ API server中有多个鉴权插件，API server会遍历这些插件直到找到一个能够识别请求用户的插件。

  1. 鉴权插件again

    再次遍历鉴权插件，判断用户是否有权限执行这个请求。

  2. 准入插件

    如果请求需要修改、创建、删除资源，那么就会进入准入插件。准入插件也有多个，其目的是为了保证相关数据的一致性，如ServiceAccount插件保证了如用户未明确serviceaccount，则为其使用默认的serviceaccount

异步通知 #

  1. 客户端通过HTTP连接API Server，用于获取对象更新事件
  2. 修改对象
  3. API Server更新对象到etcd
  4. etcd通知API server对象更新
  5. API Server将对象更新事件发送到所有监听该对象的客户端

调度器 #

Controller Manager #

k8s中有大量的控制器，如ReplicationController、ReplicaSet、Job等等，这些控制器实际上并不会直接控制其名义上控制的资源（如ReplicaSet之于Pod），而是通过其Manager进行控制。

这些控制器有：

  • Replication Manager
  • eplicaSet, DaemonSet, and Job controllers
  • Deployment controller
  • StatefulSet controller
  • Node controller
  • Service controller
  • Endpoints controller
  • Namespace controller
  • PersistentVolume controller
  • 等等

大部分控制器的逻辑都相同，以ReplicationManager为例：

Replication Manager #

ReplicationController不会直接创建或删除Pod，而是通过监听机制，让ReplicationManager来监听到pod变更，并创建或修改Pod声明文件，调度器和kubelet会根据pod声明文件进行调度。

Endpoints controller #

Endpoint控制器会监听Service和Pod两种资源，一旦Service增加或修改了Pod，或者Pod被新增、修改和删除后，Endpoint控制器会根据Service的pod选择器来选择合适的pod，并且将选择的pod的ip和端口更新到Endpoint资源上。

kubelet #

kubelet是一个节点上用来为所有正在运行的事物负责的组件。

  1. 当kubelet启动时，会将所在节点的信息注册到API server。
  2. kubelet会持续监听API server，一旦有pod被调度到该节点，则创建该pod对应的容器。
  3. kubelet会监控节点上所有容器，并上报其状态、事件和资源消耗情况到API server。

除监听API server外，kubelet还能通过指定声明文件来创建pod。

事件 #

部署Deployment时的事件链 #

高可用 #

todo

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