Kubernetes架构设计

核心组件

• api server 功能
  

• controller manager
  

负责维护集群的状态

• scheduler
  

负责资源的调度按照预定的调度策略将Pod调度到相应的机器上

• kubelet
  

• Container runtime
  

• kube-proxy
  

为Service提供cluster内部的服务发现和负载均衡

Add-ons

• kube-dns负责为整个集群提供DNS服务
  
• Ingress Controller为服务提供外网入口
  
• Heapster提供资源监控
  
• Dashboard提供GUI
  
• Federation提供跨可用区的集群
  
• Fluentd-elasticsearch提供集群日志采集、存储与查询
  

K8S分层结构

生态系统

在接口层之上的庞大容器集群管理调度的生态系统

接口层

管理层

应用层

核心层

K8S工作流程分析

时序图

• kubectl提交部署申请
  
• replication 创建指定数量的pod
  
• scheduler将pod调度到节点
  
• 节点上的kubelet管理pod的生命周期
  

kubeproxy

1、kubeproxy运行在集群各个主机上管理网络通信，服务发现，负载均衡2、当有数据发送到主机时其将路由到正确的pod或容器3、对于主机上发出的数据它可以基于请求地址发现远程服务器并将数据正确路由4、在某些情况下会使用轮询调度算法将请求发送到集群中的多个实例

Api Server的工作流程

• 数据验证
  
• 根据不同的资源类型找对应的handler处理器
  
• yaml文件转换成处理对象
  
• 验证对象属性的合法性
  
• 将合法对象保存到etcd中
  

Controller的工作流程

1、controller和apiserver通过Informer建立连接（创建Informer的时候 需要传递一个networkClient对象 用于两者之间建立连接）

2、Informer的Reflector负责维护这个连接有了连接之后就可以监听apiserver中的数据变化了通过ListAndWatch方法获取并监听API对象实例的变化

3、在ListAndWatch机制下一旦APIServer有新的API实例被创建、删除或者更新Reflector都会收到“事件通知”

4、该事件和它所对应的API对象这个组合就被称为增量（Delta）它被放进一个Delta FIFO Queue中（api对象中的key会放入工作队列中）

5、Informer会从这个队列中读取增量每拿到一个增量Informer就会判断这个增量里的事件类型然后创建或者更新本地对象缓存（Store）并且Informer会根据这个事件类型触发事先注册好的ResourceEventHandler这些Handler需要在创建控制器的时候注册给它对应的Informer

controller大致工作流程