K8S是管理業務程式的,所以可推出K8S自身肯定有管理端,相應的,K8S負責管理的節點可以叫做Master節點,K8S中負責業務程式的節點,可以叫做Worker節點,
Worker組件結構
基本物理結構如下:
其中,Node就對應于一臺實際的服務器,也叫位元組點,一個Node上可以有多個Pod,Pod就是K8S調度的最小單位,每個Pod中又可以有多個容器,這里的容器就是Docker或者其他容器實作,
如果將容器看做是一般意義上的行程,那么每個Pod又可以看做是一個行程組,
這樣,整個K8S內部結構可以看成:
由于Pod是最小的調度單位,當一個Pod例外時,K8S會重新拉起Pod,此時新的Pod有可能部署到其他Node上,對于外部應用來說,不可能直接去尋址Pod,所以要引入一個中間抽象層,這個抽象層就是Service,
所以加入Service后,就可以表現為:注意,其中的Service是抽象層,就是對Pod的或者Service的進一步封裝,
一個服務器對應一個Node,每個Node又包含幾個關鍵組件,Node內部整體結構如下:
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kubelet:就是管理這個Node,負責Pod的管理并和Master通信
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kube-proxy:類似反向代理,將外部流量代理到Pod中,也是實作Service抽象機制的關鍵
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Container Runtime:就是容器運行時,如果是Docker容器,那么就是Docker Engine,
Master組件結構
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客戶端:指的是比如我們通過命令列控制K8S的行為,命令列工具為 kubectl,那么它就是客戶端,
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kube-apiserver:因為Master節點提供了一些可以控制K8S行為的API介面,如果要呼叫這些介面,就需要通過 kube-apiserver來執行,
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kube-controller-manager:維持K8S各資源處于正常狀態
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kube-scheduler:調度Pod到最合適的Node上
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Etcd:持久化存盤,用來存盤K8S集群內部正常運轉需要的資料資訊
根據宣告式API啟動創建pod流程
理清流程的目的,是對網路流量走向做到心中有數,
首先,什么是宣告式API,見下圖:
也是就是一個yaml檔案,里面的欄位就是K8S規定的描述欄位,然后只需要通過客戶端kubectl 來執行這個yaml即可,等執行完成后,我們需要的Pod或者service就已經啟動好了,這一切都是自動實作的,所以這就是宣告式API,
整理流程如下:
經過流程圖我們就可以看出來,圖中沒有體現 Service和kube-proxy這兩個關鍵概念,所以接下來我們要看下K8S網路,否則無法真正在線上進行部署,
K8S網路和Service
K8S網路
實際生產中,一個完整的流程為:外部流量匯入K8S集群,集群內流量匯入對應的Service,因為Service是抽象概念,所以是流量匯入到Node,最后匯入到具體的Pod中,
上述程序就體現了四種網路層次,分別是:
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物理層的Node網路:就是服務器之間的實際ping通的網路
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構建在Node之上的Pod網路:也就是pod之間通信的網路,因為pod才是真正的物體
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實作抽象Service功能的網路:因為有Serviec抽象層,所以Service肯定通過某種機制對流量做了轉發控制,才能夠實作代理的功能,
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溝通K8S集群和外部環境的網路
對于K8S網路的流量路由,目前還不是重點,需要單獨來看,現在只要清楚實際生產中,需要匯入外部流量,而且我們直接關注是Service,所以只要理清Service如何處理外部流量和內部流量,
K8S的Service
K8S提供了多種Service,如下:
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NodePort:顧名思義,就是在Node節點上,開了一個port,所以NodePort是節點之間,或者說是節點外部流量的關鍵入口,也就是NodePort Service是最基礎的Service,所以上文才提到了Service嵌套,
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ClusterIp:就是集群內部的反向代理,用于集群的Pod之間通信
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LoadBalancer:就是接入外部流量
前文提到,Service具有負載均衡的功能,所以Service有一種標簽label機制,就和域名一樣,根據label來尋址,所以又會配合kube-dns實作DNS的效果,
這樣,Service就可以實作服務發現并轉發流量,轉發流量就是通過 kube-proxy執行的,但是和一般的反向代理不一樣,流量并不會經過kube-proxy內部,因為kube-proxy是直接修改Node的iptables轉發規則,所以沒有性能損耗,
K8S接入外部網路的實作
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通過NodePort對外映射埠
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通過LoadBalancer對接外部流量
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通過Ingress實作
NodePort通過kube-proxy可以對外提供流量入口,每個Node都可以像這樣對外提供入口,所以如何進行負載均衡呢?這就是 LoadBalancer需要解決的問題,雖然LoadBalancer可以解決,但是一個LoadBalancer只能代理一種我們的服務,因為他只是轉發全部的流量到對應的kube-proxy,
所以,Ingress就是解決這個問題的方案,Ingress一側對接負載均衡,接入外部流量,一側對接內部的Service,根據請求域名等實作流量轉發,
所以,真正生產環境可用,ingress或者說類似ingress的實作必不可少,
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