Kubernetes的工作機制

這篇文章主要講解了“Kubernetes的工作機制”，文中的講解內容簡單清晰，易于學習與理解，下面請大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來研究和學習“Kubernetes的工作機制”吧！

Kubernetes是一款開源的通用多容器管理軟件，提供了基本的部署、彈性擴容，自愈能力、負載平衡和流量路由等能力，是微服務應用程序的協調管理利器。Kubernetes將整個數據中心視為一臺超級計算機，可以管理符合OCI標準的任何類型的容器。（例如Docker、Core OS的rkt容器等等）。Kubernetes的主要功能包括自動調度、自我修復、自動部署、回滾、水平擴展和負載平衡。

Kubernetes 架構由兩個關鍵組件組成： master節點和worker節點（Minions）。

Master節點 - Kubernetes集群的控制節點

Master節點的工作方式類似于一個團隊的管理者，負責整個集群的管理和控制，分配工作負載，類似于對團隊有絕對控制權的足球教練。Master節點負責并做出全局決定，安排某個節點處理用戶請求。Kubernetes還可以使用多Master節點設置來避免單點故障（Multi-Master HA）。Master節點僅在Linux系統上運行，但不限于任何特定平臺，可以是服務器裸機、VM、OpenStack的實例或者任何其他云實例，但是不要在Master節點上運行用戶容器（user container）。

Master節點的組件

Master節有以下組件。

• kube-apiserver Kube-apiserver遵循橫向擴展架構設計，是Master控制節點的前端，提供了面向外部的接口，通過REST API與外部世界進行通信，它是資源對象的唯一操作入口，其他所有組件都必須通過它提供的API來操作資源數據。

• etcd - 群集存儲 etcd是kubernetes默認使用的分布式鍵值存儲庫，提供了一種可靠的方式來存儲kubernetes集群中的數據，主要被用來共享配置和服務發現。集群的所有狀態都存儲在etcd實例中，本身具有監控的能力，因此當etcd中的信息發生變化時，能夠快速的通知集群中相關的組件。etcd扮演的角色如此重要，因此，必須有一個可靠的備份計劃。

• kube-controller-manager

Kube-Controller Manager是集群的管理控制中心，維護集群中的所有控制器（controller），對維持集群的穩定和自我修復，實現高可用，副本控制等起關鍵作用。它是一個嵌入式控制器并負責命名空間創建和垃圾收集的守護進程，主要管理以下控制器：

• Node Controller - 管理節點（創建，更新和刪除）。

• Replication controller - 根據清單維護pod的數量。

• Service Account & Token controller - 為新名稱空間創建默認帳戶和API令牌。

• Endpoints Controller - 管理服務于端點對象（服務，pod）。

• kube-scheduler

kube-scheduler通過apiserver實時監聽來自新建pod的請求，并將工作負載分配到合適的工作節點。它監控所有工作節點的資源利用率，并根據新pod的資源需求和現有工作節點的負載做出邏輯決策。Kube-scheduler還需要考慮管理員定義的規則（親和性和反親和性，約束）。

Nodes Minions - Kubernetes工作節點

Nodes比Master節點簡單得多，是集群最小的計算單元，簡單地完成master節點分配下去的任務。如果節點出現故障或掛掉了，我們可以輕易的地將其與新節點交換，讓業務恢復正常。換句話說，該節點提供了在其上運行pod的所有必要服務。node節點可以是裸機、虛擬機、OpenStack實例或云實例。

Node節點由以下組件組成：

• Kubelet - Kuberbernets主要代理

Kubelet是Kubernetes中最主要的控制器，它在每個節點上運行，是Pod和Node API的主要實現者，并使從服務器可以與主服務器通信。它把Node節點注冊到集群里，并監視Master kube- apiserver以接收指令進行工作分配。所在Node節點上的Pod的創建、修改、監控、刪除等全生命周期管理都是它管理。同時Kubelet定時“上報”所在Node的狀態信息到API Server里，如果pod存在問題，它會向Master報告。Kubelet對外暴露只讀端口：10255，可以獲取Kubelet監控狀態信息，該端口是免認證非安全的。

• 
  

• / spec endpoint - 提供有關運行節點的信息。

• / healthz endpoint - 其運行狀況檢查端點。

• / pods endpoint - 提供運行pod信息。

• 容器引擎 - 容器Run-time

Pods將容器打包到其中。要部署容器，你需要容器Run-time軟件。在大多數情況下，它就是一個docker引擎，當然我們還可以使用其他容器運行時軟件（例如：rkt）。容器引擎管理在pod上運行的容器，它將拉取鏡像以進行部署并啟動/停止容器上的容器。

• Kube-proxy

kube-proxy是node節點的大腦，它確保每個pod可以獲得唯一的IP。如果要在一個pod中打包多個容器，則pod中的所有容器共享一個IP。它還對服務中的所有pod進行負載均衡（通過iptables規則引導訪問至服務IP，并將重定向至正確的后端應用，通過這種方式提供了一個高可用的負載均衡解決方案）。

pod創建流程

下圖顯示了pod在工作節點中創建的流程。Kubectl是命令行實用程序，你可以在其中將命令傳遞給Kubernetes集群以創建和管理各種Kubernetes組件。

感謝各位的閱讀，以上就是“Kubernetes的工作機制”的內容了，經過本文的學習后，相信大家對Kubernetes的工作機制這一問題有了更深刻的體會，具體使用情況還需要大家實踐驗證。這里是億速云，小編將為大家推送更多相關知識點的文章，歡迎關注！