1. Borg的架构
Kubernetes是Borg的Go语言的编译版本,在认识Kubernetes采用的架构之前不妨先了解Borg的架构:BorgMaster负责请求分发,工作节点是Borglet。为了防止BorgMaster发生单点故障、保证高可用集群,高可用节点最好保证三个以上的奇数个
。scheduler是调度器组件,用来确定请求交给谁处理。scheduler不会直接和Borglet交互,而是把数据写入到Paxos数据库(Google),Borglet会监听数据库,如果有自己的请求会处理自己的请求。
2. Kubernetes的架构
Kubernetes相较于Borg在某些地方是有不同的。请求的任务到来之后scheduler把请求的任务交给api server,api server负责把请求写入到etcd,scheduler并不会和etcd直接交互。
etcd的官方将它定义一个可信赖(为了etcd持久化不造成单点故障,所以让它本身支持集群化,不需要使用其它的中间件)的分布式键值存储服务,它能够为整个分布式集群存储一些关键数据,协助分布式集群的正常运转(保存整个分布式集群的需要持久化的配置文件)。
rc,用来维护副本的数目或期望值,如果不满足期望值,负责把副本数改写为期望值。api server是主服务的核心,是一切服务的访问入口,scheduler、rc、kubectl、web UI、etcd都需要和api server交互。为了减轻api server的压力,每个组件还可以在本地生成缓存。
Kubernetes会使用ETCD做持久化方案,ETCD存储有两个版本,v2和v3版,v2版本会把所有数据写入到内存中,v3版本会引入本地的持久化操作。服务器关机后,数据可以从磁盘恢复。
理论上会选择v3版本,因为不会造成数据丢失。Kubernetes 1.11版本以及之前的版本不支持v3版的功能。
3. ETCD组件
ETCD采用HTTP协议进行CS的构建服务,Kubernetes也采用采用HTTP协议进行CS的构建服务
。所有的信息都存放在Raft中,为了防止信息损坏,还设置了wal预写日志。如果你想对数据进行更新,首先生成日志存储起来,日志还会被定时完整地备份。完整备份是因为增量的备份比较多,还原比较费时。日志和数据还会被实时写入到本地磁盘中,进行持久化实施。
4. 组件综述
API SERVER:所有服务访问统一入口
CrontrollerManager:维持副本期望数目
Scheduler:负责接受任务,选择合适的节点(节点的某些特性分配给Pod)进行分配任务
ETCD:键值对数据库,储存K8S集群所有重要信息(持久化)
kubelet:直接跟容器引擎(Docker)交互,实现容器的生命周期管理
kube-proxy:实现Pob与Pod之间的访问和负载均衡。默认是操作防火墙,负责写入规则至 IPTABLES 实现服务映射,新版中还支持IPVS
COREDNS:可以为集群中的SVC创建一个域名IP的对应关系解析(重要组件,实现负载均衡其中的功能)
DASHBOARD:给 K8S 集群提供一个 B/S 结构访问体系
INGRESS CONTROLLER:官方只能实现四层代理,INGRESS 可以实现七层代理(可以根据域名负载均衡)
FEDERATION:提供一个可以跨集群中心多K8S统一管理的功能
PROMETHEUS:提供K8S集群的监控能力
ELK:提供 K8S 集群日志统一分析接入平台