# Kubernetes架构 Kubernetes最初源于谷歌内部的Borg，提供了面向应用的容器集群部署和管理系统。Kubernetes ## Borg简介 Borg是谷歌内部的大规模集群管理系统，负责对谷歌内部很多核心服务的调度和管理。Borg的目的是让用户能够不必操心资源管理的问题，让他们专注于自己的核心业务，并且做到跨多个数据中心的资源利用率最大化。 Borg主要由BorgMaster、Borglet、borgcfg和Scheduler组成，如下图所示 ![borg](media/borg.png) * BorgMaster是整个集群的大脑，负责维护整个集群的状态，并将数据持久化到Paxos存储中； * Scheduer负责任务的调度，根据应用的特点将其调度到具体的机器上去； * Borglet负责真正运行任务（在容器中）； * borgcfg是Borg的命令行工具，用于跟Borg系统交互，一般通过一个配置文件来提交任务。 ## Kubernetes架构 Kubernetes借鉴了Borg的设计理念，比如Pod、Service、Labels和单Pod单IP等。Kubernetes的整体架构跟Borg非常像，如下图所示 ![architecture](media/architecture.png) Kubernetes主要由以下几个核心组件组成： - etcd保存了整个集群的状态； - apiserver提供了资源操作的唯一入口，并提供认证、授权、访问控制、API注册和发现等机制； - controller manager负责维护集群的状态，比如故障检测、自动扩展、滚动更新等； - scheduler负责资源的调度，按照预定的调度策略将Pod调度到相应的机器上； - kubelet负责维护容器的生命周期，同时也负责Volume（CVI）和网络（CNI）的管理； - Container runtime负责镜像管理以及Pod和容器的真正运行（CRI）； - kube-proxy负责为Service提供cluster内部的服务发现和负载均衡； 除了核心组件，还有一些推荐的Add-ons： - kube-dns负责为整个集群提供DNS服务 - Ingress Controller为服务提供外网入口 - Heapster提供资源监控 - Dashboard提供GUI - Federation提供跨可用区的集群 ![](/images/14791969222306.png) ![](/images/14791969311297.png) ### 分层架构 Kubernetes设计理念和功能其实就是一个类似Linux的分层架构，如下图所示 ![](/images/14937095836427.jpg) * 核心层：Kubernetes最核心的功能，对外提供API构建高层的应用，最内提供插件式应用执行环境 * 应用层：部署（无状态应用、有状态应用、批处理任务、集群应用等）和路由（服务发现、DNS解析等） * 管理层：系统度量（如基础设施、容器和网络的度量），自动化（如自动扩展、动态Provision等）以及策略管理（RBAC、Quota、PSP、NetworkPolicy等） * 接口层：kubectl命令行工具、客户端SDK以及集群联邦 * 生态系统：在接口层之上的庞大容器集群管理调度的生态系统，可以划分为两个范畴 * Kubernetes外部：日志、监控、配置管理、CI、CD、Workflow、FaaS、OTS应用、ChatOps等 * Kubernetes内部：CRI、CNI、CVI、镜像仓库、Cloud Provider、集群自身的配置和管理等 > 关于分层架构，可以关注下Kubernetes社区正在推进的[Kbernetes architectual roadmap](https://docs.google.com/document/d/1XkjVm4bOeiVkj-Xt1LgoGiqWsBfNozJ51dyI-ljzt1o)和[slide](https://docs.google.com/presentation/d/1GpELyzXOGEPY0Y1ft26yMNV19ROKt8eMN67vDSSHglk/edit)。 ## 参考文档 - [Kubernetes design and architecture](https://github.com/kubernetes/community/blob/master/contributors/design-proposals/architecture.md) - - - - [Kbernetes architectual roadmap](https://docs.google.com/document/d/1XkjVm4bOeiVkj-Xt1LgoGiqWsBfNozJ51dyI-ljzt1o)和[slide](https://docs.google.com/presentation/d/1GpELyzXOGEPY0Y1ft26yMNV19ROKt8eMN67vDSSHglk/edit)