我花了10个小时，写出了这篇K8S架构解析

马哥Linux运维 · 公众号 · 运维 · 2019-12-11 21:01

正文

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apiVersion: V1
kind: ReplicationController
metadata:
 name: mysql#RC的名称，全局唯一
spec:
 replicas:1 #Pod 副本的期待数量
selector :
app: mysql
 template: #Pod模版，用这个模版来创建Pod
metadata:
 labels:
app:mysql#Pod副本的标签
spec:
 containers:#容器定义部分
     -name:mysql
Image:mysql#容器对应的DockerImage
      Ports:
      -containerPort:3306#容器应用监听的端口号
      Env:#注入容器的环境变量
      -name:MYSQL_ROOT_PASSWORD
      Value:”123456”

从上面的配置文件可以看出，需要对这个 RC 定义一个名字，以及期望的副本数，以及容器中的镜像文件。然后通过 kubectl 作为客户端的 cli 工具，执行这个配置文件。

通过 kubectl 执行 RC 配置文件

执行了上面的命令以后，Kubernetes 会帮助我们部署副本 MySQL 的 Pod 到 Node。

此时先不着急看结果，回到最开始的架构图，可以看到 kubectl 会向 Master 中的 APIServer 发起命令，看看 APIServer 的结构和信息的传递吧。

Kubernetes API Server 通过一个名为 kube-apiserver 的进程提供服务，该进程运行在 Master 上。

可以通过 Master 的 8080 端口访问 kube-apiserver 进程，它提供 REST 服务。

因此可以通过命令行工具 kubectl 来与 Kubernetes APIServer 交互，它们之间的接口是 RESTful API。

APIServer 的架构从上到下分为四层：

API 层： 主要以 REST 方式提供各种 API 接口，针对 Kubernetes 资源对象的 CRUD 和 Watch 等主要 API，还有健康检查、UI、日志、性能指标等运维监控相关的 API。
访问控制层： 负责身份鉴权，核准用户对资源的访问权限，设置访问逻辑（Admission Control）。
注册表层： 选择要访问的资源对象。PS：Kubernetes 把所有资源对象都保存在注册表（Registry）中，例如：Pod，Service，Deployment 等等。
etcd 数据库： 保存创建副本的信息。用来持久化 Kubernetes 资源对象的 Key-Value 数据库。

APIServer 分层架构图

当 kubectl 用 Create 命令建立 Pod 时，是通过 APIServer 中的 API 层调用对应的 RESTAPI 方法。

之后会进入权限控制层，通过 Authentication 获取调用者身份，Authorization 获取权限信息。

AdmissionControl 中可配置权限认证插件，通过插件来检查请求约束。例如：启动容器之前需要下载镜像，或者检查具备某命名空间的资源。

还记得 mysql-rc.yaml 中配置需要生成的 Pod 的个数为 1。到了 Registry 层会从 CoreRegistry 资源中取出 1 个 Pod 作为要创建的 Kubernetes 资源对象。

然后将 Node，Pod 和 Container 信息保存在 etcd 中去。这里的 etcd 可以是一个集群，由于里面保存集群中各个 Node/Pod/Container 的信息，所以必要时需要备份，或者保证其可靠性。

Controller Manager，Scheduler 和 kubelet

前面通过 kubectl 根据配置文件，向 APIServer 发送命令，在 Node 上面建立 Pod 和 Container。

在 APIServer，经过 API 调用，权限控制，调用资源和存储资源的过程。实际上还没有真正开始部署应用。

这里需要 Controller Manager，Scheduler 和 kubelet 的协助才能完成整个部署过程。

在介绍他们协同工作之前，要介绍一下在 Kubernetes 中的监听接口。从上面的操作知道，所有部署的信息都会写到 etcd 中保存。

实际上 etcd 在存储部署信息的时候，会发送 Create 事件给 APIServer，而 APIServer 会通过监听（Watch）etcd 发过来的事件。其他组件也会监听（Watch）APIServer 发出来的事件。

Kubernetes 就是用这种 List-Watch 的机制保持数据同步的，如上图：

这里有三个 List-Watch，分别是 kube-controller-manager（运行在Master），kube-scheduler（运行在 Master），kublete（运行在 Node）。他们在进程已启动就会监听（Watch）APIServer 发出来的事件。
kubectl 通过命令行，在 APIServer 上建立一个 Pod 副本。
这个部署请求被记录到 etcd 中，存储起来。
当 etcd 接受创建 Pod 信息以后，会发送一个 Create 事件给 APIServer。