Kubernetes -- 架构 & 设计思想

容器

  1. 本质:由Linux NamespaceLinux Cgroupsrootfs三种技术构建出来的进程的隔离环境
  2. 容器的视图
    • 静态视图(Container Image):一组联合挂载在/var/lib/docker/aufs/mnt上的rootfs
    • 动态视图(Container Runtime):由Namespace+Cgroups构成的隔离环境
  3. 开发人员并不关心Container Runtime的差异,因为承载容器信息进行传递的,是Container Image

Kubernetes

架构

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  1. 角色:Master控制节点)、Node计算节点)
  2. Master
    • kube-apiserver:负责API服务,整个集群的持久化数据,由kube-apiserver处理后保存在Etcd
    • kube-scheduler:负责调度
    • kube-controller-manager:负责容器编排
  3. Node:kubelet,为最核心的组件
    • CRI,Container Runtime Interface
      • 主要负责与Container Runtime打交道
      • 只要Container Runtime能够运行标准的Container Image,就可以通过CRI接入到Kubernetes
      • Kubernetes并没有把Docker作为整体架构的核心,而Docker仅仅只是最底层的Container Runtime的实现
    • OCI,Open Container Initiative
      • 具体的Container Runtime(如Docker)与底层的Linux进行交互
      • OCI请求 –> Linux的系统调用(如Namespace、Cgroups等)
    • 通过gRPC协议与Device Plugin进行交互
      • Device Plugin:用来管理GPU(机器学习)等宿主机上的物理设备
    • CNI,Container Networking Interface
      • 调用网络插件来为容器配置网络
    • CSI,Container Storage Interface
      • 调用存储插件来为容器配置持久化网络

设计思想

  1. Pod
    • Pod是Kubernetes中最基础的一个对象
    • Pod里面的容器共享同一个Network Namespace、同一组数据卷,从而达到高效率交换信息的目的
  2. Service
    • 容器的IP地址等信息是不固定,给Pod绑定一个Service,Service声明的IP地址等信息是终生不变的
    • Service的主要作用:作为Pod的代理入口,代替Pod对外暴露一个固定的网络地址
  3. 声明式API
    • 通过一个编排对象(如Pod、Job、CronJob等),来描述你试图管理的应用
    • 为编排对象定义一些服务对象(如Service、Secret、Horizontal Pod Autoscaler等),会负责具体的平台级功能
    • 编排对象和服务对象都是Kubernetes的API Object

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参考资料

深入剖析Kubernetes

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