物理机上运行kubernetes

最新推荐文章于 2024-04-29 20:02:59 发布

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本文介绍了作者在物理机上部署Kubernetes的过程及体会，详细解释了Kubernetes的架构及其核心组件的功能，包括ETCD、APIServer、ControllerManager和Scheduler等。

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本文讲的是物理机上运行kubernetes【编者的话】本文介绍了作者在物理机上部署kubernetes时，对其各个组件的功能的深刻理解。作者认为虽然目前Google自动化了kubernetes部署，但如果想了解更多底层细节，最好还是自己在物理机上部署。

什么是kubernetes

kubernetes是谷歌开发的开源容器集群管理系统，它使容器集群应用的管理高度简单、自动化。Kubernetes(简称为k8s)与底层设施无关，可以运行在任何主流的云主机上，也可以是物理机。在Google Cloud上运行kubernetes非常方便，因为Google会为您管理k8s。我一直在Google容器引擎上试用Kubernetes，但为了更好地理解k8s架构，我决定在物理机上部署。

kubernetes Master 架构

kubernetes集群由一个管理节点和多个工作节点组成。管理节点是外部可以直接访问的，可以通过它在工作节点上执行命令。下面列出的是运行在管理节点上的组件。

ETCD

Etcd是一个开源的分布式键值对存储系统，是由CoreOS团队负责开发的。kubernetes使用 etcd 来存储配置数据，集群里面的所有节点均可访问这些数据。配置数据包括服务发现相关的数据和集群状态相关的数据，这些数据在节点配置或者重新配置的时候会用到。 etcd 的主要特点之一是数据在分布式系统中被复制。用户可以停掉kubernetes集群中除了主节点（译者注：这个主节点不是k8s的主节点，而是etcd的主节点）之外的所有etcd。这种情况下，所有的数据请求都将由etcd主节点负责处理。这种情形也是可以接受的，因为只要保证etcd主节点可用，kubernetes就可以正常工作。

API Server

为了确保从外部可以访问集群，主节点上运行了API Server组件，这是整个集群的管理入口。同时，还负责维护etcd中的数据与集群状态的一致性。API Server的组件实现了RESTful接口，使得与其通信更加简单方便。

Controller Manager

Controller Manager负责处理针对集群的管理请求，比如副本控制。当用户希望给集群设置某个状态，api server将这个期望的状态写入etcd，然后controller manager会获取到这个状态数据，最终执行一系列动作，将集群设置到用户所期望的状态。

Scheduler

调度器负责将任务调度到合适的节点。调度器的目标就是依据某些规则，为待调度的Pod找到合适的节点，这些规则主要是根据Pod的资源请求和节点的资源进行匹配。

Kubernetes Worker 架构

无论是kubernetes管理节点还是工作节点都有一个基本的要求-Docker。Docker负责拉取镜像和运行应用。为了让kubernetes能工作，每个worker节点必须属于某个专属子网。使用 flannel (CoreOS团队开发)就能够满足子网的要求。与此同时，为了使用 flannel 并且暴露合适的端口，必须修改一下Docker的配置。flannel需要部署在kubernetes所有woker节点上。

kubelet

Kubelet通过与API Server通信，感知（译者注：通过etcd的list-watch机制） etcd 中的配置数据的变化，来负责维护所在节点的Pod，容器，镜像，存储等对象。

kube-proxy

集群中的每个节点运行一个网络代理和一个负载均衡器。这个代理负责用户请求的负载均衡，并且将请求准确地转发到节点上的容器中。

在Ubuntu上运行Kubernetes

为了在Ubuntu系统组成的集群上部署kubernetes，我重度依赖Docker的使用。 etcd 和 flannel 运行在主机上的容器中，而不是直接运行在主机上。kubernetes集群必须的管理组件和工作组件也以容器形式运行在主机上。这使得安装是与平台无关的，并且拉起集群更加简单快捷。我通常使用 GitHub 上社区开发的脚本来部署，而不是自己开发。为了让集群拉起更加简单，我自己开发了一个 Ansible role，在 GitHub 上可以获取。

在物理机上部署kubernetes促使我更加深入地了解了更多底层细节，比如管理节点和工作节点之间的通信。Google容器引擎通过使用一个托管的kubernetes管理节点和屏蔽底层复杂细节，使得kubernetes的使用非常便捷，这确实是一个了不起的创举。