Kubernetes笔记（二）－k8s基本资源介绍

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本文深入解析Kubernetes的核心概念，包括Master与Node节点、Pod、ReplicaSet、Deployment及Service的功能与作用。同时，详细介绍了Kubernetes的主要组件，如apiserver、controllermanager、scheduler、kubelet等，以及它们之间的通信原理。

基本概念

Kubernetes 中的绝大部分概念都抽象成 Kubernetes 管理的一种资源对象，如下：

Master：Master 节点是 Kubernetes 集群的控制节点，负责整个集群的管理和控制。Master 节点上包含以下组件：
    kube-apiserver：集群控制的入口，提供 HTTP REST 服务
    kube-controller-manager：Kubernetes 集群中所有资源对象的自动化控制中心
	kube-scheduler：负责 Pod 的调度
Node：Node 节点是 Kubernetes 集群中的工作节点，Node 上的工作负载由 Master 节点分配，工作负载主要是运行容器应用。Node 节点上包含以下组件：
    kubelet：负责 Pod 的创建、启动、监控、重启、销毁等工作，同时与 Master 节点协作，实现集群管理的基本功能。
    kube-proxy：实现 Kubernetes Service 的通信和负载均衡
    运行容器化(Pod)应用
Pod: Pod 是 Kubernetes 最基本的部署调度单元。每个 Pod 可以由一个或多个业务容器和一个根容器(Pause 容器)组成。一个 Pod 表示某个应用的一个实例
ReplicaSet：是 Pod 副本的抽象，用于解决 Pod 的扩容和伸缩
Deployment：Deployment 表示部署，在内部使用ReplicaSet 来实现。可以通过 Deployment 来生成相应的 ReplicaSet 完成 Pod 副本的创建，维持副本的数量
Service：Service 是 Kubernetes 最重要的资源对象。Kubernetes 中的 Service 对象可以对应微服务架构中的微服务。Service 定义了服务的访问入口，服务的调用，保证负载均衡
通过这个地址访问 Service 后端的 Pod 副本实例。Service 通过 Label Selector 同后端的 Pod 副本建立关系，Deployment 保证后端Pod 副本的数量，也就是保证服务的伸缩性。

在这里插入图片描述 Kubernetes 主要由以下几个核心组件组成:

etcd 保存了整个集群的状态，就是一个数据库；
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；
controller manager 负责维护集群的状态，比如故障检测、自动扩展、滚动更新等；
scheduler 负责资源的调度，按照预定的调度策略将 Pod 调度到相应的机器上；
kubelet 负责维护容器的生命周期，同时也负责 Volume（CSI）和网络（CNI）的管理；
Container runtime 负责镜像管理以及 Pod 和容器的真正运行（CRI）；
kube-proxy 负责为 Service 提供 cluster 内部的服务发现和负载均衡；

当然了除了上面的这些核心组件，还有一些推荐的插件：
kube-dns 负责为整个集群提供 DNS 服务
Ingress Controller 为服务提供外网入口
Heapster 提供资源监控
Dashboard 提供 GUI

组件通信

Kubernetes 多组件之间的通信原理：

apiserver 负责 etcd 存储的所有操作，且只有 apiserver 才直接操作 etcd 集群
apiserver 对内（集群中的其他组件）和对外（用户）提供统一的 REST API，其他组件均通过 apiserver 进行通信
    controller manager、scheduler、kube-proxy 和 kubelet 等均通过 apiserver watch API 监测资源变化情况，并对资源作相应的操作
    所有需要更新资源状态的操作均通过 apiserver 的 REST API 进行

apiserver 也会直接调用 kubelet API（如 logs, exec, attach 等），默认不校验 kubelet 证书，但可以通过 --kubelet-certificate-authority 开启
（而 GKE 通过 SSH 隧道保护它们之间的通信）

比如最典型的创建 Pod 的流程：
在这里插入图片描述用户通过 REST API 创建一个 Pod
apiserver 将其写入 etcd
scheduluer 检测到未绑定 Node 的 Pod，开始调度并更新 Pod 的 Node 绑定
kubelet 检测到有新的 Pod 调度过来，通过 container runtime 运行该 Pod
kubelet 通过 container runtime 取到 Pod 状态，并更新到 apiserver 中。