关于kubernetes:K8S-核心原理分析

整体上了解流程和原理;

一、背景

基于分布式的架构中,须要治理的服务是十分多的,无论是服务的数量还是体系划分;

从服务的能力上看,能够进行分层管控,只是其中有相当一部分服务层,改变更新的频率很低,所以感知也不显著;

就以本人当下参加研发的零碎来说;

通过K8S进行治理的服务近百个,这两头有局部服务采纳集群模式,即使是这个规模的零碎,也简直不可能依赖纯人工运维的模式,自动化流程必不可少;

二、继续集成

此前围绕该主题写过一个残缺的实际案例,次要围绕Jenkins、Docker、K8S等组件的应用层面,总结源码编译、打包、镜像构建、部署等自动化治理的流程;

Jenkins:是一个扩展性十分强的软件,用于自动化各种工作,包含构建、测试和部署等;

Docker:作为开源的利用容器引擎,能够把应用程序和其相干依赖打包生成一个Image镜像文件,是一个规范的运行环境,提供可继续交付的能力;

Kubernetes:作为开源的容器编排引擎,用来对容器化利用进行自动化部署、 扩缩和治理;

三、K8S架构

1、外围组件

Control-Plane-Components:管制立体组件

对集群做出全局决策,例如:资源调度、检测、事件响应,能够在集群中的任何节点上运行;

  • api:凋谢K8S的API,组件之间通过API交互,相当于管制面的前端;
  • controllermanager:运行控制器过程,逻辑上是一个独自的过程;
  • scheduler:监听新建未指定运行节点的Pods,并为Pod抉择运行节点;
  • etcd:兼具一致性和高可用性的键值数据库,作为保留K8S数据的后盾库;

Node:节点组件

该组件会在每个节点上运行,负责保护运行的Pod并提供Kubernetes运行环境;

  • kubelet:在每个节点上运行的代理,保障容器都运行在Pod中;
  • kube-proxy:每个节点上运行的网络代理, 保护节点上的网络规定;

Container-Runtime:容器运行时

负责运行容器的软件,反对Docker、containerd、CRI-O等多个容器运行环境,以及任何实现Kubernetes-CRI容器运行环境接口;

2、分层构造

从整体的性能上来思考,K8S集群能够分为:用户、管制立体、节点三个模块;

用户侧:不论是CLI命令行还是UI界面,会与控制面板的APIserver进行交互,APIserver再与其余组件交互,最终执行相应的操作命令;

管制立体:以前也称为Master,外围组件包含APIserver、controller、scheduler、etcd,次要用来调度整个集群,以及做出全局决策;

节点:通过将容器放入在节点上运行的Pod中来执行工作负载,简略的了解工作负载就是各种应用程序等,节点上的外围组件包含Pod、kubelet、Container-Runtime、kube-proxy等;

3、外围能力

站在研发的视角来看,K8S提供极其弱小的应用服务治理能力;

3.1 发现与负载

服务Service能够将运行在一个或一组Pod上的网络应用程序公开为网络服务的办法,通常应用标签对资源对象进行筛选过滤;

3.2 调度

调度器通过监测机制来发现集群中新创建且尚未被调度到节点上的Pod,因为Pod中的容器和Pod自身可能有不同的资源要求,调度会将Pod搁置到适合的节点上;

3.3 主动伸缩

K8S能够通过指标查看工作负载的资源需要,例如CPU利用率、响应时长、内存利用率、或者其余,从而判断是否须要执行伸缩,垂直维度能够是更多的资源分配,程度维度能够是更多的集群部署;

K8S能够主动伸缩,也具备主动修复的能力,当节点故障或者应用服务异样时,会被查看到,可能会进行节点迁徙或者重启;

四、利用案例

1、服务部署

在此前的实际案例中,用CLI命令行和脚本文件的形式,实现的部署动作,而在整个流程中波及集群的多个组件合作,屡次的通信和调度;

kubectl create -f pod.yaml

2、交互流程

【1】CLI命令行和UI界面,都是通过APIserver接口,与集群外部组件交互,比方上述的Pod部署操作;

【2】在APIserver收到申请之后,会将序列化状态的对象写入到etcd中实现存储操作;

【3】Scheduler调度器通过监测(Watch)机制来发现集群中新创建且尚未被调度到节点上的Pod;

【4】在集群中找到一个Pod的所有可调度节点,对这些可调度节点打分,选出其中得分最高的节点来运行Pod,而后调度器将这个调度决定告诉给APIserver;

【5】APIserver实现信息存储后,而后告诉相应节点的Kubelet;

【6】Kubelet是基于PodSpec来工作的,确保这些PodSpec中形容的容器处于运行状态且运行状况良好,每个PodSpec是一个形容Pod的YAML或JSON对象;

【7】Pod是能够在Kubernetes中创立和治理的、最小的可部署的计算单元,包含一个或多个容器;

五、参考源码

文档仓库:
https://gitee.com/cicadasmile/butte-java-note

脚本仓库:
https://gitee.com/cicadasmile/butte-auto-parent

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