K8S

组件

API Server

• 所有服务统一入口

• Scheduler, ReplicaSet, Etcd, Kubelet, Kube proxy 都访问 API SERVER

Scheduler

• 负责接受任务，选择合适节点分配

• 集群时，实际只有一台master机器上工作

ETCD

• 保证集群的高可用

• 可依赖的分布式键值存储

• 使用http协议

• WAL write ahead log

• 存储需要持久化的重要信息

Kubelet

• 和 CRI(container runtime interface) 交互

Kube proxy

• 写入规则至 IPTables 或 IPVS, 实现服务映射访问

Coredns

• 为 service 实现 name => ip 的解析

Dashboard

• 为集群提供 B/S 访问体系，展示集群和服务的各种状态

Ingress Control

• 七层代理，实现负载均衡

Federation

• 跨集群中心多 k8s 管理功能

Prometheus

• 提供k8s集群监控能力

ELK

• 提供 k8s 日志统一分析接入平台

网络解决方案

Flannel

工作

• 让集群中的不同节点创建的容器都具有全局唯一的虚拟ip地址

• 并在这些ip地址之间建立覆盖网路，将数据包原封不动的传递到目标容器内

• 守护进程和工作进程封装/解封网络报文

配置

• 可分配的ip地址资源段保存到Etcd中

• 监控Etcd中每个Pod的实际地址，并在内存中维护Pod节点路由表

Pod内部网络通讯

• 共享同一个Linux协议栈

Pod之间网络通讯

• 在同一个机器上：网桥直接转发，不经Flannel

• 不在同一个机器：经过Flannel的封装和转发

Pod到Service

• LVS

Pod到外网

• 由机器网卡改写源ip

外网访问Pod

• 通过Service

POD

k8s的网络模型假设了所有pod都在一个可以直接联通的网络空间中 Pod配置介绍: kubectl explain pod, kubectl explain pod.status

自主式Pod

• 无人看管，所以不会重启

控制器管理的Pod

ReplicaSet

• 保证副本数和用户的期望值一样

• 有容器异常退出，会自动创建新Pod

• Deployment 自动管理 ReplicaSet

• 可使用 tag 进行管理

• 主要用于无状态服务

HPA(Horizontal Pod AutoScale)

• 根据用户定义的CPU和内存阈值来自动扩缩容

Stateful Set

• 主要解决有状态服务的问题

• 支持自己的有状态服务仍需自己实现自定义功能

• 稳定的持久化存储，即POD重新调度后仍能访问到相同的持久化数据

• 稳定的网络标识，即POD重新调度后其 PodName 和 HostName 不变，基于 Headless Service 实现

• 有序部署，有序扩展，部署/扩展时按定义的顺序进行，不会并发进行

• 有序扩缩容，有序删除

Daemon Set

• 确保集群中全部或一些（可自行排除）节点上运行指定Pod的副本

• 每个Node上运行日志手机Daemon，如fluentd, logstash

• 每个Node上运行监控Daemon，如 Prometheus Node Exporter

Cron Job

• Job: 只执行一次的任务

• CronJob: 类似 Crontab

资源控制器

资源分为三个级别

名称空间级别

kube-system为集群系统组件的名称空间，kubectl get pods -n kube-system

• 工作负载型资源: Pod, ReplicaSet、Deployment、StatelfulSet、DaemonSet、Job、CronJob

• 服务发现及负载均衡型资源: Service, Ingress、...

• 配置与存储型资源: Volume（存储卷）, CSI（容器存储接口）、...

• 特殊类型资源: ConfigMap（配置中心）, Secret（敏感数据类型）、DownwardAPI（外部信息输出给容器）

集群级别

• 集群级资源: Namespace, Node, Role, ClusterRole, RoleBinding, ClusterRoleBinding

元数据型

• 元数据型: HPA, PodTemplate, LimitRange

服务发现

SVC

• 根据 service ip 访问时使用 round robin(轮询) 来访问每个Pod

构建

存储

有状态服务需要存储数据

调度器

安全

集群认证

鉴权 访问控制

HELM

包安装 部署常用部件

运维