K8S架构原理-1

核心组件

components

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;
  • API Server 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(CVI)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;

组件通信

Kubernetes 多组件之间的通信原理为

  • API Server 负责 etcd 存储的所有操作,且只有 API Server 才直接操作 etcd 集群
  • API Server 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 API Server 进行通信
    • Controller Manager、Scheduler、Kube-proxy 和 Kubelet 等均通过 API Server 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 API Server 的 REST API 进行
  • API Server 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)

比如典型的创建 Pod 的流程为

  1. 用户通过 REST API 创建一个 Pod
  2. API Server 将其写入 etcd
  3. Scheduluer 检测到未绑定 Node 的 Pod,开始调度并更新 Pod 的 Node 绑定
  4. Kubelet 检测到有新的 Pod 调度过来,通过 Container Runtime 运行该 Pod
  5. Kubelet 通过 Container Runtime 取到 Pod 状态,并更新到 API Server 中

端口号

ports

Master node(s)

ProtocolDirectionPort RangePurpose
TCPInbound6443*Kubernetes API server
TCPInbound8080Kubernetes API insecure server
TCPInbound2379-2380etcd server client API
TCPInbound10250Kubelet API
TCPInbound10251kube-scheduler healthz
TCPInbound10252kube-controller-manager healthz
TCPInbound10253cloud-controller-manager healthz
TCPInbound10255Read-only Kubelet API
TCPInbound10256kube-proxy healthz

Worker node(s)

ProtocolDirectionPort RangePurpose
TCPInbound4194Kubelet cAdvisor
TCPInbound10248Kubelet healthz
TCPInbound10249kube-proxy metrics
TCPInbound10250Kubelet API
TCPInbound10255Read-only Kubelet API
TCPInbound10256kube-proxy healthz
TCPInbound30000-32767NodePort Services**

参考文档

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