K8s学习笔记

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最近开始学习k8s，在这里记录一下学习过程

正

k8s架构图

• apiserver : 所有服务访问的统一入口
• replication controller： 维持副本期望数量
• scheduler ： 负责介绍任务，选择合适的节点执行任务
• etcd ： 键值对存储
• kubelet： 与容器引擎（docker）交互，实现容器的生命周期管理
• kubeproxy： 负责写入规则至ipvs，iptables实现服务映射访问

其他组件

• coreDns ： 为集群中的一个svc创建一个域名ip的对应关系解析
• dashboard ： k8s管理访问
• ingress contoller ： 实现7层代理
• fedetation : 提供跨集群的多k8s的统一管理
• prometheus : 监控能力
• elk ： 日志统一分析介入平台

pod

• 自主式pod
• 控制器管理pod

pod的创建，更新通过rc或者rs来实现，一个rs下面有预期的pod数量，当滚动更新时，重新创建一个rs，然后启动一个新版本的pod，关闭一个旧版本的pod。
hpa用于动态的创建pod维持系统可用性，根据系统负载新增或减少pod数量至指定值

etcd

etcd在k8s中的最大作用就是使其高可用，强一致性的键值性存储以及监听机制
在apiserver接收到请求经过一系列的处理后，最终如果是集群所需要存储的信息，就会存储至etcd中。一般存储的是集群的状态信息和元信息。

• 使用代码 ： staging/src/k8s.io/apiserver/pkg/server/options/etcd.go
• 查看etcd命令kubectl -n kube-system get pods | grep etcd
• 进入etcd容器kuvectl -n kube-system exec -it etcd-minikube sh

controller manager

controller manager 分为kube-controller-manager 和 cloud-controller-manager,其中cloud-controller-manager是为各家云厂商提供一种抽象规范，便于让各家使用各自的provider

kube-controller-manager是嵌入k8s核心控制循环的守护进程，嵌入的意思是内置了相关逻辑，可以独立部署

• 工作原理： cmd/kube-controller-manager/app/controllermanager.go && cmd/kube-controller-manager/app/core.go
• 查看详情命令： kubectl -n kube-system describe -l component=kube-controller-manager
• 作用 ： 根据apiserver提供的数据持续监控集群，并且将集群调整为预期状态
  • 当我们创建一个deloyment，设置副本数为1，当我们把pod删除之后，控制器会创建一个pod
• 查看日志命令： kubectl -n kube-system logs -l component=kube-controller-manager --tail=5

schedule

kube-schedule是一个策略丰富，拓扑感知的调度程序，会显著提升可用性，性能和容量
作用是将预期的pod资源调度到指定的node上，进而完成启动，通过定时请求apiserver获取信息，然后进行处理

• 工作原理： pkg/scheduler/core/generic_scheduler.go
• 处理阶段：主要分为三个阶段，computing predicate， prioritizing，selecting host
  • computing predicate主要解决的问题是pod是否能调度到集群的node上，主要通过一个podOnFirstNode的函数，处理时会检查缓存和pod是否是可调度的，以防有pod affinity（亲和性）的出现
  • prioritizing主要解决的问题是，在上一个阶段的处理结果filteredNodeList中判断优先级，得出一个按优先级排序的队列，优先级的判断是根据各种计算出的分数之和
  • selecting host则是最终选择调度到那台机器上

kubelet

按照一般架构设计的原则，kubelet应该属于agent，负责node和pod的管理任务

• 节点管理 ： 通常agent的作用就是让节点能注册，让集群知道他的存在，这就是节点管理，kubelet会上报自己的元信息以及对应机器的信息
• pod管理 ： kubelet保证了pod在node按照预期启动并且保持工作，主要做了两件事，健康检查和资源监控
• 工作原理 ： cmd/kubelet/app/server.go

kube-proxy

kube-proxy是每个node上的网络代理组件，支持tcp和udp的连接和转发

• 工作方式： 分为三种，userspace（早期，效率不足，不推荐使用），iptables（默认，效率比userspace高，但会生成很多iptables规则，ipvs为了解决iptables的性能问题，采用增量的形式更新

container runtime（docker）

容器运行时，由于容器化技术的发展，为了统一工业标准，避免k8s与特定的容器化绑定，成立了oci，致力于将容器运行时和容器镜像化标准化

• docker最初是一个容器管理平台，用于快速创建，发布，运行容器，后来添加了很多功能，成为标准的容器运行时的工具集
• cri： 自k8s1.5开始，新增了一个容器运行时的插件api，成为cri，同步cri可以支持kubelet使用不同的容器运行时，而不需要编译， cri主要是基于grpc实现了RuntimeService和ImageService，接口定义为pkg/kubelet/apis/cri/runtime/v1alpha2/api.proto，
• 基本命令
  • 部署一个服务，kubectl run redis --image=redis
  • 查看详情， kubectl describe pod名
    • 调度 ： Normal Scheduled 7m ... 查看pod调度到哪一个node上
    • pull镜像 ：

      Normal  Pulling    7m    kubelet, node01    pulling image "redis"  
      Normal  Pulled     7m    kubelet, node01    Successfully pulled image "redis"

    • 创建并启动 ：

      Normal  Created    7m    kubelet, node01    Created container
      Normal  Started    7m    kubelet, node01    Started container

      创建后登陆到对应node即可通过docker查看容器详情