Kubernetes工作原理详解(图文全面总结)

B站影视 2024-11-21 14:09 2

摘要:Kubernetes 是现代云原生的核心,学习、和掌握它是掌握云技术的关键一步,下满我就全面详解Kubernetes以及原理@mikechen

Kubernetes 是现代云原生的核心,学习、和掌握它是掌握云技术的关键一步,下满我就全面详解Kubernetes以及原理@mikechen

本篇已收于mikechen原创超30万字《阿里架构师进阶专题合集》里面。

Kubernetes

Kubernetes,简称: “K8S”,是一个“Google”开发的的容器编排平台,目前由云原生计算基金会(CNCF)维护。

Kubernetes ,主要用于自动化容器化应用的部署、扩展、和管理。

Kubernetes 支持跨云、或本地环境运行,成为现代微服务架构的重要基础。

如下图所示:

Kubernetes,可以结合代码管理、Docker仓库管理、容器部署、编排...等等,是构建云原生的核心技术底层。

Kubernetes工作原理

Kubernetes 采用主从架构,也就是大家经常说的“Master”和“Node”的主从架构。

如下图所示:

通过上图,你可以很清楚的看见整个Kubernetes的架构,涉及上面的:“Master”,和下面的“Node”部分。

所以,你要搞清楚“Kubernetes ”,最核心的就是要搞懂:“Master”,和“Node”是如何工作的。

首先,我们先看“Kubernetes Master”。

在 Kubernetes 的架构中,Master 控制平面 ,是整个系统的核心部分。

Maseter负责:管理、和协调集群的所有组件/和节点。

主要会包含如下组件:

API Server

API Server是“Kubernetes Master”的核心组件,是API Server 是集群的“通信中心”。

API Server ,提供 Kubernetes 集群的统一接口,支持通过 RESTful API 、与其他组件、或用户交互。

如下图所示:

如果 API Server 不可用,集群管理操作将无法进行,是核心入口,这里的关键是需要保证高可用。

API Server ,还会处理所有集群管理命令(如:创建、更新、删除资源...等等)。

Controller Manager

"Controller Manager ",负责执行 :Kubernetes 的控制循环,维护集群...的期望状态。

运行各种控制器,如下图所示:

常见控制器包括:

Replication Controller/ReplicaSet Controller:确保 Pod 副本数量、与用户定义一致;Deployment Controller:确保指定“数量”的 Pod 副本运行;Node Controller:监控节点状态,处理节点故障;Endpoint Controller:维护服务、与 Pod 的映射;Horizontal Pod Autoscaler Controller:根据负载动态调整 Pod 数量...等等

Scheduler

Scheduler(调度器),决定新创建的 Pod ,应该运行在哪个节点(Node)。

以及,根据资源需求、节点状态、和调度策略选择最佳节点,也是"Master"的核心组件。

调度流程,大致如下:

首先, 监控 API Server 中的待调度 Pod;

其次,根据节点的 资源情况(比如:CPU、内存...等等)和 调度策略 计算适合的节点;

最后,将调度结果写回 API Server。

Node (工作节点)

在 Kubernetes 中,Node(工作节点) ,是实际运行应用程序、和服务的基础单元。

每个 Node ,都包含:容器运行时环境、以及多个关键组件,以支持容器化工作负载的执行和管理。

如下图所示:

工作流程,大致如下:

首先,运行工作负载

每个 Node 上运行的 Pod ,负责:托管用户的应用程序和服务。

Pod 是 Kubernetes 中的最小部署单元,通常包含一个、或多个容器。

其次,提供计算资源

Node 提供计算资源,比如:CPU、内存、存储...等,这些资源通过 Kubernetes 调度程序(Scheduler)分配给 Pod。

然后,监控和报告

Node 持续监控自身状态,比如:资源使用率、Pod 运行状态...等等,并将数据上报给控制平面。

在大规模集群中,工作节点的数量,是可以弹性扩展的。

通过这些组件协作,实现了 Kubernetes 的核心功能,比如:容器部署编排、扩展性以及自动化管理。

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来源:顺子说

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