Docker集群管理方案Kubernetes之组件

上一篇Docker集群管理方案Kubernetes之部署,通过在线安装的方式搭建了Kubernetes的集群,本文将对Kubernetes的组件进行描述,以进一步了解Kubernetes。

下图列出了Kubernetes的组件:

kubernetes.png

master节点组件

在master上运行有etcd、api server、controller manager、scheduler四个组件,负责对集群中的所有资源进行管控和调度。

  1. etcd
    由CoreOS团队开发的一个轻量级分布式键值存储系统,主要用于配置共享和服务的注册以及发现。是Kubernetes赖以运行的基础组件,为Kubernetes提供全局的高可用配置存储,负责存储Kubernetes所有对象的生命周期。
    etcd作为整个Kubernetes集群的中心数据库,通常需要以集群的方式进行部署,如规划一个至少三台服务器的etcd集群。
    etcd提供了HTTP/JSON API,可以非常方便地设置或获取值。
    在master节点上运行etcd --version可以查看使用的etcd版本。

  2. API Server
    是资源对象的唯一操作入口。
    用于验证和配置pods、services、replicationcontrollers等对象的数据,封装了以上对象的CRUD操作并以Restful形式提供给外部或内部调用。大多数的接口都是直接读写etcd。
    kubectl实际上就是调用了API Server的接口。

  3. Controller Manager
    controller包括replication controller, endpoints controller, namespace controller, serviceaccounts controllers, token controller, node controller, resourcequota controller, server controller等。这些controller通过调用API Server的接口监控集群的共享状态,并将当前状态改变为期望的状态。
    controller manager作为守护程序,负责管理和执行这些controller。

  4. Scheduler
    scheduler用来分派pods到集群中的指定minion节点。
    scheduler跟踪每个minion节点上的资源利用率,以确保工作负载调度不超过可用资源限制。scheduler必须知道每个minion节点上的所有可用资源,以及节点上已经分配负载的资源。

minion节点组件

在minion上运行有docker daemon、kubelet、proxy三个组件,负责对节点上的pod的生命周期进行管理,以及实现服务代理的功能。

  1. Docker
    minion节点上必须运行docker引擎。

  2. Kubelet
    可以把kubelet看做是集群中minion节点的代理。kubelet负责转发来自或去往master节点的信息,读取或写入etcd数据。
    kubelet负责节点上的pod的创建、修改、监控、删除等全生命周期管理,同时定时上报节点的状态信息到API Server。

  3. Proxy
    proxy负责整个网络规则的连接与转发,实现了service的代理以及负载均衡。

工作单元

  1. Pods
    pod是Kubernetes最基本的操作单元。
    通常将相互关联的容器组合在一起放入一个pod中。这些容器可以理解为一个单个的“应用”。这些容器在同一个主机上被调度,共享一个运行环境。一个pod中的容器共享同一组资源如磁盘卷和网络命名空间等,比如容器之间可以通过localhost相互通信。
    在设计pod时通常包含一个主容器,担当该pod的主要用途,再加一些辅助类容器以协助完成相关的工作,这些辅助容器中的应用程序虽然运行和管理在自己的容器中,但是同主容器中的应用紧密关联。
    通过Yaml或Json格式的配置文件来定义pod。pod的生命周期通过replication controller来管理。

  2. Services
    Kubernetes中service是一个负载均衡器,用以调度后端的容器。一个service可以看作是一组提供相同服务的pod的访问接口。这样外部调用方仅需要关注service这一个访问点,而无需了解后面是一个容器还是一个高可用容器集群。
    通过部署一个service,就轻易的具备了动态服务发现的能力。
    通过Yaml或Json格式的配置文件来定义service。

  3. Replication Controller
    replication controller用于定义pod副本的数量,解决了pod的伸缩性问题,大大减少了此前系统管理员的手工运维工作。
    通过Yaml或Json格式的配置文件来定义replication controller。在master节点上,controller manager通过replication controller的定义来完成pod的创建、监控、启动、停止等操作。
    当一个容器挂掉时,replication controller可以启动另一个容器,当挂掉的容器恢复后,replication controller会关掉运行中的一个容器。以确保集群中运行的容器数量用户期望的一致。

  4. Labels
    label是一个键值对,附加到pod、service、replication controller等对象上,用于识别这些对象。
    对象可以有多个label,通常为了更细粒度的控制,可以给对象指定多个label。
    使用label可以给对象创建多组标签,service、replication controller通过label selector选择对象范围。label selector采用基于等式的或基于集合的方式对label进行筛选从而筛选对象,如replication controller通过label selector选择要管理的pod。
    label是service和replication controller的基础。

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