Kubernetes 架构

Kubernetes借鉴了Borg的设计理念,比如Pod、Service、Labels和单Pod单IP等。Kubernetes的整体架构跟Borg非常像,如下图所示

Kubernetes主要由以下几个核心组件组成:

etcd保存了整个集群的状态;

apiserver提供了资源操作的唯一入口,并提供认证、授权、访问控制、API注册和发现等机制;

controller manager负责维护集群的状态,比如故障检测、自动扩展、滚动更新等;

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负责维护容器的生命周期,同时也负责Volume(CVI)和网络(CNI)的管理;

Container runtime负责镜像管理以及Pod和容器的真正运行(CRI);

kube-proxy负责为Service提供cluster内部的服务发现和负载均衡;

除了核心组件,还有一些推荐的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

分层架构

Kubernetes设计理念和功能其实就是一个类似Linux的分层架构,如下图所示

核心层:Kubernetes最核心的功能,对外提供API构建高层的应用,对内提供插件式应用执行环境

应用层:部署(无状态应用、有状态应用、批处理任务、集群应用等)和路由(服务发现、DNS解析等)

管理层:系统度量(如基础设施、容器和网络的度量),自动化(如自动扩展、动态Provision等)以及策略管理(RBAC、Quota、PSP、NetworkPolicy等)

接口层:kubectl命令行工具、客户端SDK以及集群联邦

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,可以划分为两个范畴

Kubernetes外部:日志、监控、配置管理、CI、CD、Workflow、FaaS、OTS应用、ChatOps等

Kubernetes内部:CRI、CNI、CVI、镜像仓库、Cloud Provider、集群自身的配置和管理等

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