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kubernetes架构

news 2025/7/31 19:42:01

kubernetes cluster由master和node组成，节点上运行着若干kubernetes服务
Master节点：
1. master是kubernetes cluster的大脑，运行着的Daemon服务包括kube-apiserver，kube-scheduler,kube-controller-manager，etcd和Pod网络(如flannel)
2. API Service(kube-apiserver)：api server提供了HTTP/HTTPS RESTful API。即kubernetes API。API Server是kubernetes cluster的前端接口，各种客户端工具(cli或者ui)以及kubernetes其他组件可以通过他管理cluster的各种资源
3. Scheduler(kube-scheduler)：scheduler负责决定将pod放在哪个Node上运行，scheduler在调度时会充分考虑cluster的拓扑结构，当前各个节点的负载，以及应用对高可用，性能，数据亲和性的需求
4. Controller Manager(kube-controller-manager)：controller manager负责管理cluster各种资源，保证资源处于预期的状态，controller manager由多种controller组成，包括replication controller，endpoints controller,namespce controller,serviceaccounts controller等，不同的controller管理不同的资源，比如：replication controller管理Deployment，StatefulSet，DaemonSet的生命周期。namespace controller管理Namespace资源。
5. etcd：etcd负责保存kubernetes cluster的配置信息和各种资源的状态信息，当数据发生变化时，etcd会快速地通知kubernetes相关组件
6. Pod网络：Pod要能够相互通信，kubernetes cluster必须部署Pod网络，flannel是其中一个可选方案
Node节点：
1. Node是pod运行的地方，kubernetes支持Docker，rkt(Rocket)等容器运行时工具，Node上运行的kubernetes组件有kubelet，kube-poxy和pod网络(如：flannel)
2. kubelet：kubelet是Node的agent，当Scheduler确定在某个Node上运行Pod后，会将Pod的具体的配置信息(image，volume等)发送给该节点的kubelet，kubelet根据这些信息创建和运行容器，并向Master报告运行状态
3. kube-proxy：service在逻辑上代表了后端的多个pod，外界通过service访问pod，kube-proxy把service接收到的请求转发到Pod上。每个Node都会运行kube-proxy服务，他负责将访问service的TCP/UDP数据流转发到后端的容器，如果有多个副本，kube-proxy会实现负载均衡
4. Pod网络：Pod要能够相互通信，kubernetes cluster必须部署Pod网络，如：flannel，Calico
5. master上的kubelet和kube-proxy是因为：master上也可以运行应用，即master同时也是一个Node，几乎所有的kubernetes组件本身也运行在pod中，
6. kubernetes的系统组件都被放到kube-system namespace中，kubelet是唯一没有以容器形式运行的kubernetes组件，他通过systemd服务运行，可以通过sudo systemctl status kubelet.service查看kubelet的状态
举例：
1. 执行命令部署应用：kubectl run httpd-app --image=httpd --replicas=2：会看到deployment “httpd-app” created
2. kubernetes部署了deployment httpd-app，有两个副本pod，分别运行在k8s-node1和k8s-node2
3. 通过命令kubectl get deployment查看部署的应用，通过kubectl get pod -o wide查看具体的pod信息
4. 部署流程：
  1. kubectl发送部署请求到API Server
  2. API Server通知controller manager创建一个deployment资源
  3. Scheduler执行调度任务，将两个副本Pod分发到k8s-node1和k8s-node2
  4. k8s-node1和k8s-node2上的kubectl在各自的节点上创建并运行pod
  5. 补充：1：应用的配置和当前状态信息保存在etcd中，执行kubectl get pod时API Server会从etcd中读取这些资源，2：flannel会为每个pod都分配IP，因为没有创建service，所以目前流程kube-proxy没有参与