Kubernetes 简介 #
Kubernetes 源于希腊语，意为“舵手”。k8s 缩写是因为 k 和 s 之间有八个字符的原因。它是 Google 在 2015 开源的容器调度编排的平台。
Kubernetes 作为一款优秀的容器编排工具，拥有非常精妙的架构设计。
Kubernetes 架构 #
Kubernetes 是一个 Master + Worker 的架构，Master 可理解为 Kubernetes 的控制面，Worker 理解为 Kubernetes 的数据面。 #
Master 节点一般只运行 Kubernetes 控制组件，是整个集群的大脑，一般不运行业务容器。 #
Worker 节点是运行业务容器的节点。 #
Master #
Kubernetes Master 节点需要运行以下组件： #
• **Kube-apiserver：**Kube-apiserver 是 Kubernetes 的 API 入口，是集群流量入口； #
• **Kube-controller-manager：**Kube-controller-manager 包含很多个 Controller，用于调谐集群中的资源； #
• **Kube-scheduler：**Kube-scheduler 是集群中默认调度器，给 Pod 选择最优节点调度； #
• **Etcd：**Kuebernetes 的后端存储，集群中所有可持久化数据都存储在 Etcd 中。 #
Kubernetes 中采用声明式 API，即 API 不需要关心具体功能实现，只需关心最终状态。一个 API 对应一个 Controller，具体功能由 Controller 实现同时调谐至预期状态。 #
Master 节点的高可用一般取决于 Etcd，Etcd 高可用推荐三节点或者五节点，所以 Master 节点通常为三个或者五个，如果接入外部 Etcd 集群，那么 Master 节点可以是偶数个。 #
上图 Kubernetes 使用内部 Etcd，即 Etcd 与 Master 节点个数一致，部署在 Kubernetes 集群中。 #
Etcd 集群一般要求三个、五个类似奇数个实例，Etcd 集群选举机制要求集群中半数以上的实例投票选举，如果集群是两个实例，那么一个实例宕机，剩下一个实例没有办法选举。同样四个实例和三个实例实际上效果是一样的。 #
Worker #
Kubernetes Worker 节点作为容器运行节点，需要部署以下组件： #
• **CRI：**容器运行时，管理容器生命周期； #
• **Kubelet：**管理 Pod 生命周期，Pod 是 Kubernetes 中最小调度单元； #
• **CNI：**容器网络接口，实现 Kubernetes 中 Pod 间网络联通； #
• **CSI：**容器存储接口，屏蔽底层存储实现，方便用户使用第三方存储； #
• **Kube-proxy：**该组件主要实现多组 Pod 的负载均衡； #
为什么 Kubernetes 需要在容器上之上抽象一个 Pod 资源呢？大部分情况是一个 Pod 对应一个容器，有的场景就需要一个 Pod 对应多个容器，例如日志收集场景，每个 Pod 都会包含一个业务容器和一个日志收集容器，将这两个容器放在一个 Pod 里可用共享日志 Volume。 #
Worker 节点的 Kubelet 需要注册到集群中，就需要每个 Worker 节点的 Kubelet 能够连接 Master 节点的 Kube-apiserver。如果集群中 Master 采用高可用部署，就会存在多个 Master，那么 Worker 节点的 Kubelet 就需要同时连接所有的 Kube-apiserver 保证高可用。实现这种高可用的方式有很多种，例如 Haproxy + Keepalived 、Nginx、Envoy 等。上图就是 LB 组件就代表这些实现负载 Kube-apsierver 的组件。
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创建一个 Pod 需要经历哪些流程 #
当用户创建一个 Deployment 的时候，Kubernetes 中各组件的工作流程是如何的？ #
• 用户通过
kubectl创建一个 Deployment，请求会发给 Kube-apiserver； #• Kube-apiserver 会将 Deployment 的描述信息写入 Etcd 中，Kube-apiserver 将请求结果返回给用户； #
• Kube-controller-manager 的 Deployment Controller 从 Kube-apiserver
Watch到 Deployment 的创建事件，并创建一个 ReplicaSet；• Kube-apiserver 会将 ReplicaSet 的描述信息写入 Etcd 中； #
• Kube-controller-manager 的 ReplicaSet Controller 从 Kube-apiserver
Watch到 ReplicaSet 的创建事件，并创建一个 Pod；• Kube-apiserver 会将 Pod 的描述信息写入 Etcd 中； #
• Kube-scheduler 从 Kube-apiserver
Watch到 Pod 的创建事件，并根据调度算法从集群中选择一个最优的节点，并更新 Pod 的nodeName字段； #• Kube-apiserver 会将 Pod 的更新信息写入 Etcd 中； #
• 上述绑定的节点 Kubelet 从 Kube-apiserver
Watch到 Pod 绑定节点是自身，直接调用 CRI 创建容器； #• 结果返回，并写入 Etcd。 #
可以发现，Kubernetes 中各组件基本都是与 Kube-apiserver 进行数据流发送，整体流程非常清晰。