前言

kubernetes 是什么？
kubernetes 是一个容器管理平台。

kubernetes 提出了 pod 的概念，pod 是一组容器的集合。有时一个服务拆分到几个容器当中，此时 pod 的概念就派上大用场了。

环境

kubernetes: 1.16

正文

kubernetes 架构图

architecture.png

如上图，当发送一个创建服务的任务，简单流程：

1. 命令行发送任务到 api
2. api 接收到任务，进行调度，选择合适的计算节点运行服务。
3. 对应计算节点上的 kubelet 收到 api 的任务，开始创建服务。
4. 如图，具体服务运行在容器中，而容器又运行在 pod 中。

当访问一个运行中的服务时，简单流程：

1. 外部流量首先到达 proxy（kube-proxy）
2. 经由 proxy 转发至合适的 pod 上（可转发至其他计算节点的 pod）。

kubernetes 组件介绍

如其它集群软件一般，kubernetes 也划分主节点（master），计算节点（node）。主节点和计算节点的区别仅仅是运行的组件不同。kubernetes 没有独立的网络节点概念。

因各组件的分工不同，因此划分为【主节点组件】和【计算节点组件】来分别说。

1. 主节点的组件

主节点组件，主要提供管理集群、调度之类的功能。比如对外提供访问接口、将创建任务调度到哪个计算节点上执行等。

kube-apiserver

对外提供 resetful api。是 kubernetes 集群的门户。

etcd

数据库。键值存储类型。用于保存 kubernetes 集群基础信息。

kube-schduler

调度 pod 到合适的计算节点上。

kube-controller-manager

维护集群所需的一系列功能，每个功能模块均拆分出来形成独立的 controller 。这些 controller 包含：

• node controller：维护计算节点的状态（比如可用、不可用）
• replication controller：维护pod的副本数量
• endpoint controller：维护service和pods之间的映射。
• service account & token controllers：为新命名空间创建默认账户和api访问令牌

cloud-controller-manager

当与第三方云平台集成时，可由第三方云平台实现某些 kubernetes 需要的功能。这些功能模块也拆分出来形成独立的 controller。这些 controller 包含：

• node controller： 可以在node节点无响应后，通过第三方云平台确定计算节点状态。
• route controller：通过第三方云平台提供路由功能。
• service controller：通过第三方云平台提供负载均衡功能。
• volume controller：通过第三方云平台提供卷功能。

2. 计算节点的组件

计算节点组件，主要围绕实现 pod、创建容器、提供访问 pod 的网络展开。

kubelet

管理容器和 pod。

kube-proxy

实现 pod 与集群内部或外部的网络通信。

container-runtime

实际运行容器的组件。
实现容器的技术有多种，这里将其抽象出来。kubernetes 目前支持 docker、containerd、cri-o、rktlet

扩展

说到 kubernetes，不得不提 swarm。swarm 也是容器管理平台。

swarm 是一个小巧，易于使用的容器管理平台，但是它没有自己的界面、监控等，以及功能耦合度高，功能较少。在无需各种复杂功能的场景下，swarm 是一个好的选择。

相比之下，kubernetes 的功能就要全面许多，拥有自己的用户系统，界面，监控，耦合度低，模块插件化，以及各种容器相关的高级功能（比如回滚）等。

由于kubernetes 复杂度高，定制化、二次封装在所难免。比较有名的有 openshift、rancher 等。

值得一提的是，无论 master 还是 node 节点，其上所有组件均独立进程运行。

参考

https://kubernetes.io/docs/concepts/overview/components/