k8s學習 - 概念 - master/node

在k8s中，有各種各樣的概念和術語。這些概念是必須要學習和掌握的。我們先羅列下所有概念，然后再一個個看具體實例。

大概說一下這些概念：

• Master: k8s的主控組件，對應的對象是node。
• Node: 是k8s集群的機器節點，相當於master-node。一個node就對應一個具體的物理機或者虛擬機。
• Container: 是一個鏡像容器，一個container是一個鏡像實例
• Pod: 是k8s集群的最小單元，一個pod可以包含一個或者多個container
• Service: 多個相同的pod組成一個服務，統一對外提供服務。
• Volume: 存儲卷，pod對外暴露的共享目錄，它可以掛載在宿主機上，這樣就能讓同node上多個pod共享一個目錄。
• Replication Controller: 用於控制pod集群的控制器，可以制定各種規則來讓它控制一個service中的多個pod的創建和消亡, 很多地方簡稱為rc。
• Namespace: 命名空間，用於將一個k8s集群隔離成不同的空間，pod, service, rc, volume 都可以在創建的時候指定其namespace。
• StatefulSet: 有狀態集群，比如一個主從的mysql集群就是有狀態集群，需要先啟動主再啟動從，這就是一種有狀態的集群。
• Persistent Volume: 持久存儲卷。之前說的volume是掛載在一個pod上的，多個pod(非同node)要共享一個網絡存儲，就需要使用持久存儲卷，簡稱為pv。
• Persistent Volume Claim: 持久存儲卷聲明。他是為了聲明pv而存在的，一個持久存儲，先申請空間，再申明，才能給pod掛載volume，簡稱為pvc。
• Label: 標簽。我們可以給大部分對象概念打上標簽，然后可以通過selector進行集群內標簽選擇對象概念，並進行后續操作。
• Secret: 私密憑證。密碼保存在pod中其實是不利於分發的。k8s支持我們創建secret對象，並將這個對象打到pod的volume中，pod中的服務就以文件訪問的形式獲取密鑰。
• EndPoint: 用於記錄 service 和 pod 訪問地址的對應關系。只有 service 配置了 selector, endpoint controller 才會自動創建endpoint對象。

如果不理解沒啥關系，看一遍有印象下，下面我們一個個琢磨琢磨。

master

k8s的master節點上有三個進程，它們都是以docker的形式存在的。我們在k8s的master節點看docker ps 就可以看到這幾個進程：

8824aad1ee95        e851a7aeb6e8                     "kube-apiserver --ad…"   3 days ago          Up 3 days                               k8s_kube-apiserver_kube-apiserver-docker-for-desktop_kube-system_f23c0965aad6df9f61b1c9c4bb953cf5_0
a9ce81ec9454        978cfa2028bf                     "kube-controller-man…"   3 days ago          Up 3 days                               k8s_kube-controller-manager_kube-controller-manager-docker-for-desktop_kube-system_1dc44822f21a9cbd68cc62b1a4684801_0
85da3f6e700f        d2c751d562c6                     "kube-scheduler --ad…"   3 days ago          Up 3 days                               k8s_kube-scheduler_kube-scheduler-docker-for-desktop_kube-system_b6155a27330304c86badfef38a6b483b_0

其中的 apiserver 是提供 k8s 的 rest api 服務的進程。當然它也包括了 restapi 的權限認證機制。 k8s 的 apiserver 提供了三種權限認證機制：

• https
• http + token
• http + base（username + password）

我們也可以通過使用kubectl proxy 在 master 上來創建一個代理，從而外部可以訪問這個 k8s 集群。

kube-controller-manager 是用來管理所有的 controller 的。之前我們說的 Replication Controller 就是一種管控 Pod 副本的Controller, 其他相關的 Controller 還有：

• Replication Controller
• Node Controller: 實時獲取Node的相關信息，實現管理和監控集群中的各個Node節點的相關控制功能
• ResourceQuota Controller: 確保指定的資源對象在任何時候都不會超量占用系統物理資源
• NameSpace Controller: 定時通過API Server讀取這些Namespace信息
• ServiceAccount Controller: 監聽Service變化，如果是一個LoadBalancer類型的Service，則確保外部的雲平台上對該Service對應的LoadBalancer實例被相應地創建、刪除及更新路由轉發表
• Token Controller
• Service Controller
• EndPoint Controller : Service 和選擇 Pod 的對應關系。

kube-scheduler 負責 Pod 調度，接收 Controller Manager 創建的新的Pod，為其選擇一個合適的Node，並且在Node上創建Pod。

一個k8s集群只有一個master節點，所以 master 節點的高可用性是一個問題，一旦 master 節點掛了，整個集群也就掛了。這點真有點神奇。所以網上關於搭建高可用的k8s Master 節點的方案有很多：

https://jishu.io/kubernetes/kubernetes-master-ha/
https://blog.51cto.com/ylw6006/2164981
https://jimmysong.io/kubernetes-handbook/practice/master-ha.html

Node

Node 是 k8s 的工作節點，Node 一般是一個虛擬機或者物理機，每個 node 上都運行三個服務：

• docker
• kubelet
• kube-proxy

docker 就是 docker server，它提供

kubelet 是一個管理系統，它管理本個node上的容器的生命周期。它主要功能就是定時從某個地方獲取節點上pod/container的期望狀態，並調用對應的容器平台接口，來達成這個狀態。它可以設置 http 監控，命令行監控等方式。

kube-proxy 是管理 service 的訪問入口，包括集群內 pod 到 service 的訪問，以及集群外訪問service。

可用性

其實k8s自身的可用性是比較弱的，如果master掛了，那么master上的三個服務也就掛了。node掛了，如果node上的pod是被 controller控制住的話，controller會在其他node上啟動對應的pod。