一. API服务在架构中的整体位置
Kubernetes的API服务是整个架构中最重要的服务，kubelet在其上实现了node管理，pods管理；default-scheduler在其上实现了调度；ControllerManager在其上实现了副本管理等功能。本文将会从几个角度分析说明k8s API的功能和设计细节
kubernetes整体架构
二. 设计原则
- API逻辑简单化，服务性功能在其他模块实现，如：kubelet，scheduler
- REST 模式
GET /<resourceNamePlural> - Retrieve a list of type <resourceName>, e.g. GET /pods returns a list of Pods.
POST /<resourceNamePlural> - Create a new resource from the JSON object provided by the client.
GET /<resourceNamePlural>/<name> - Retrieves a single resource with the given name, e.g. GET /pods/first returns a Pod named 'first'. Should be constant time, and the resource should be bounded in size.
DELETE /<resourceNamePlural>/<name> - Delete the single resource with the given name. DeleteOptions may specify gracePeriodSeconds, the optional duration in seconds before the object should be deleted. Individual kinds may declare fields which provide a default grace period, and different kinds may have differing kind-wide default grace periods. A user provided grace period overrides a default grace period, including the zero grace period ("now").
PUT /<resourceNamePlural>/<name> - Update or create the resource with the given name with the JSON object provided by the client.
PATCH /<resourceNamePlural>/<name> - Selectively modify the specified fields of the resource. See more information below
- 不支持多个资源的锁
只通过resource version 支持一个node节点上资源的分配的原子性。支持多个资源的锁，容易造成死锁
三. API的历史版本和兼容性
- Alpha level（如：v1alpha1)
Availability: committed to main kubernetes repo; appears in an official release; feature is disabled by default, but may be enabled by flag
- Beta level（如: v2beta3）
Availability: in official Kubernetes releases, and enabled by default
- Stable level（如：V1)
Availability: in official Kubernetes releases, and enabled by default
后续版本会严格兼容
可以通过设置 --runtime-config==extensions/v1beta1/deployments=false， 开启/关闭某些功能
在生产环境，尽量使用Beta Level之后的API功能
四. 访问控制
- Authentication
通过证书访问，成功后获取username - Authorization
RBAC，例如：每一个team一个namespace一个访问证书
框架有一个bot的admin账号 - Admission Control
更灵活的自定义，比如：强制pod拉取image，不能复用本地的 - 服务默认的端口
http:8080，https:6443
五. 访问约定/协议
- 并发性支持
通过resourceVersion实现。具体流程：1）先获取最新状态；2）操作；3）失败后重试 - 通信协议
json，后续可能支持pb - 返回值
遵循http协议：200，300，400，500
如果没有成功，会返回额外的status字段
A Status kind will be returned by the API in two cases:
When an operation is not successful (i.e. when the server would return a non 2xx HTTP status code).
When a HTTP DELETE call is successful.
- streaming接口
支持从http升级至 SPDY protocols or WebSockets，典型应用：exec, log, attach, and portforward
六. Workloads：要怎样使用pods干活？
1. pods
pods作为工作的最小单元，一般不直接部署提供服务， 详见后续workload类型
init container：可以做初始化工作，串行执行，不成功重新调度, use case：在某些服务启动好了之后再启动本服务（服务启动顺序依赖）
container 可以设置Hook（lifecycle），在运行job之前和运行完job之后。类似我们现在的初始化脚本和结束清理脚本
资源申请的维度
request：scheduler按照此调度
limit：资源上限，超配并设置 oom分数 可以提升集群资源利用率20% by google经验
推荐1pod1container的设计模式
restart policy：默认：always
2. ReplicaSets和Replicaton Controller
紧耦合管理pods
保证副本数为N
3. StatefulSet
区别是pods之间是有序的
创建从0-N；销毁从N-0
网络上：pod 到 pod上是不连通的，不适合做交互比较强的负载
4. Deployment
目标：支持变更，适用于在线服务，持续在线，持续发版变更（rolling-update）
更新镜像命令：kubectl set image deployment/nginx-deployment nginx=nginx:1.9.1
回滚所需的历史版本也会保留
包含的子资源 不应被其他deployment控制
Q：资源不够了，会怎么样？
A: 会报错，后续有资源了自动调度上
5. DeamonSets
use case: 如：glusterfs存储服务，收集日志:gmond服务
支持node selector：选择有某些特性的服务器部署
服务器添加到集群，自动启动相关的pods
访问：可通过暴露hostPort提供对集群的整体服务
6. Job
use case:
batch job：视频处理, 1pod 处理1个mp4，并且使用gpu
最重要的2个参数
completions：总共要完成的pods（任务）个数
Parallelism：工作中最大的并发执行数
cleanup策略
为了能够提供日志查看等功能，pods停止了也不会删除，需要手动删除job
整体的deadline
通过配置spec.activeDeadlineSeconds
7. CronJob
支持定期的执行Job
alpha，默认不开启
8. pods资源GC策略
Object之间的dependency：ownerReference
级联删除
orphan: pod变成孤儿
foreground：deployment一定设置此方式，否则pods变成孤儿资源
background
9. Service
每个pod的ip通过网络插件自动分配，但是不能提供访问点
Service通过配置从port负载均衡到后端targetPort实现
- 流量分发到Endpoint
- 可以导流到k8s之外的服务：ip+port
功能原理作用于kube-proxy
默认, Proxy-mode: iptables
Q:为什么使用vip做负载均衡而不是轮询的DNS
A:DNS cache 刷新慢的问题
访问service的2种方式
- 通过环境变量：运行的pod会得到环境变量{SVCNAME}_SERVICE_HOST
- 推荐：通过DNS，直接通过服务名字访问
七. 访问客户端和SDK
客户端kubectl
通过读取yaml，并转换为json发送请求
cheetsheet
官方支持SDK
原生：go client
python client
八. API详细参考1.7版本
核心是3元组
ResourceSpec：目标状态
ResourceStatus：现状
Resource ObjectMeta：元信息(分配方式等)
K8s 支持Swagger 和 OpenApi
通过 /swaggerapi 可以查看Swagger API， /swagger.json 查看OpenAPI。
开启 --enable-swagger-ui=true 后还可以通过 /swagger-ui 访问Swagger UI。
k8s swagger-ui
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