k8s--kubernetes架构

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• 原文链接：https://jiayq.blog.csdn.net/article/details/102569906
• 发布时间：2019-10-15 16:40:53
• 阅读量：497
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• 标签：#kubernetes架构, #如何在k8s上进行一次部署, #k8s部署需要哪些步骤, #k8s组件分工, #k8s命名空间

摘要

文章浏览阅读497次。本文深入探讨Kubernetes(K8s)集群的架构组成与服务功能，包括master与node节点角色、核心服务如kube-apiserver、kube-scheduler及kube-proxy的工作原理。同时，通过实例演示命名空间的创建与pod部署流程。

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k8s–kubernetes架构

• 1.k8s集群组成
• 2.k8s服务介绍
• • 2.1kubeadm
    • 2.2kubectl
    • 2.3kube-apiserver
    • 2.4kube-scheduler
    • 2.5kube-controller-manager
    • 2.6etcd
    • 2.7pod网络
    • 2.8kubelet
    • 2.9kube-proxy
• 3.k8s的架构图
• 4.一个小例子
• • 4.1命名空间
    • • 4.1.1命名空间查询
        • 4.1.2增加命名空间
        • 4.1.3删除命名空间
    • 4.2部署

1.k8s集群组成

kubectl get nodes

k8s集群由master节点和node节点组成。
master节点是k8s集群的核心大脑，是调度、管理节点，运行着一些核心的服务。

coredns、etcd、kube-apiserver、kube-controller-manager、kube-flannel-ds、kube-proxy、kube-scheduler
node节点是工作节点，运行业务服务，当然也有配合master节点的服务
kube-flannel-ds、kube-proxy

上述服务都是通过pod的方式在容器中运行。

还有两个服务，不管是master节点还是node节点都需要，它们通过system服务的方式运行。
那就是kubeadm、kubectl。

在master节点上也有node节点中运行的服务，也就是说，master节点也可以充当node节点。
即，master节点上也可以运行业务服务。

2.k8s服务介绍

2.1kubeadm

kubeadm用来初始化k8s集群的环境，包括检测安装k8s的一些必要的条件是否满足，下载文件等等。
kubeadm类似windos系统中的安装包，安装软件，当k8s集群安装完成后，基本上这个服务的作用就比较小了(依然有，比如生成token等)。

2.2kubectl

kubectl在使用yum安装kubeadm是，作为依赖被安装。
kubectl是一个很重要的服务，node节点与master节点通信、执行操作都是通过这个服务完成的。

2.3kube-apiserver

API server提供http/https restful api.
API server是k8s的前端接口，各种客户端工具或者k8s的其他组件可以通过api server来管理k8s集群的资源等。

2.4kube-scheduler

kube-scheduler负责决定将pod放在哪个node上运行。scheduler在调度时，会采用各种调度策略，也可以通过配置，指定使用哪种调度策略，以实现应用的高可用、高性能。

2.5kube-controller-manager

kube-controller-manager负责管理k8s集群的各种资源，保证资源处于预期的状态。
controller-manager由一下几个组成：
replication controller、endpoints controller、namespaces controller、serviceaccounts controller等。
replication controller管理Deployment、StatefulSet、DaemonSet的声明周期。
namespaces controller管理namespaces资源。

2.6etcd

etcd负责保存k8s集群的配置信息和资源的状态信息。当数据发生变化时，etcd会快速的通知k8s集群的相关组件。

2.7pod网络

pod之间要能相互通信，就必须有pod网络。
比如在node1上运行的pod1和pod2进行通信、在node2上运行的pod3进行通信等等。

2.8kubelet

kubelet是node节点的执行者，当kube-scheduler确定需要在node1上启动pod1后，就会将pod1的具体配置信息发送给node1的kubelet,kubelet根据这些信息创建、启动容器，并将结构报告给master

2.9kube-proxy

在k8s集群里有一个服务的概念。
比如node1里面的pod1提供a服务
node2里面的pod2也提供a服务
那么对于整个k8s集群对外来说，k8s集群提供了a服务。
但是当具体访问a服务时，到底走的是node1还是node2呢？
就由kube-proxy实现流量转发。
当然kube-proxy的作用远远不止这些。

3.k8s的架构图

这里引用一张k8s中文社区的架构图

这张图非常清楚的说明了k8s集群中各个服务是如何协作的。

4.一个小例子

在这个例子中，我们的目标是创建一个单独的命名空间、然后在这个命名空间里面创建并启动一个pod然后验证这个pod所提供的服务是否成功启动。

4.1命名空间

4.1.1命名空间查询

kubectl get namespaces --all-namespaces

4.1.2增加命名空间

1.通过命令直接创建

kubectl create namespace testcreatenamespaces1

注意：命名空间名称满足正则表达式a-z0-9?,最大长度为63位

2.通过yml文件创建

#切换到k8s的配置文件存储目录
cd /etc/kubernetes/
#创建用户的配置文件存储目录
mkdir user-root
#进入用户文件夹
cd user-root/
#创建命名空间二的配置文件
touch testcreatenamespaces2.yml
#使用vi编辑器将以下内容输入
apiVersion: v1
kind: Namespace
metadata:
    name: testcreatenamespaces2
#注意：yml文件需要严格的缩进，类似python语法一样，其数据结构与层级是通过缩进区分的，但是不必须几#个空格或者tab缩进，只要有缩进即可。
#运行配置
kubectl apply -f testcreatenamespaces2.yml
#查看所有的命名空间
kubectl get namespaces --all-namespaces

4.1.3删除命名空间

kubectl delete namespaces testcreatenamespaces1

1.删除一个namespace会自动删除所有属于该namespace的资源。
2.default和kube-system命名空间不可删除。

4.2部署

kubectl run httpd-app --image=httpd --replicas=2 -n testcreatenamespaces2

这条命令创建一个deployment，然后指定images是httpd，部署两个副本，在testcreatenamespaces2中执行。当然还未准备好，需要等待一段时间。

然后在node1和node2的节点上就会运行对应的容器


因为我的node2的网络出现了问题，ip地址重复。所以重启node2后，等待一段时间，完成。

• a.kubectl发送部署请求到api server
• b.api server通知controller manager创建deployment资源
• c.kube-scheduler执行调度，将副本pod分发到k8s-node1和k8s-node2
• d.k8s-node1和k8s-node2上的kubectl在各自的节点上创建并运行pod