随着业务需求的快速发展,“动态”特性仿佛就成了技术解决业务刚需的必要条件。
Kubernetes通过其强大的基础对象和平台的动态特性,从运维侧对产品的稳定性和扩展性保驾护航!
1. 容器化究竟解决了什么问题
作为资深的互联网从业者,我对于运维人员一直强调的一点就是:运维人员必须投身到发布环节中,充分了解业务,才能产生价值!
这里的业务,我把它分为两块来看:
一方面,你需要去充分了解所辖项目组的业务代码和研发人员共同owner。而不是说,我交付给你服务器,后面的事情我就不管了,这是万万不可的。原因如下:
①你完全脱离了业务:
你并不知道这个项目组的业务今天上了什么新功能、这个新功能如何回归、如何测试,新代码的配置存在于哪个git仓库的哪个项目的哪个目录中,对其配置的正确性你也就无从检查了?(如运维类配置、业务字段的配置等等)
②对于线上问题的定位会很欠缺:
比如当我们的一个pc端应用的搜索功能出现问题时,你能否第一时间怀疑到相关的微服务程序?而不是等着研发人员走过来和你说:“帮我查看一下某几台上面xx程序的日志呢?”
另一方面,就是需要充分了解整个上线流程。比如:大版本如何定义、hotfix流程怎么走、rollback流程怎么走、如何定义紧急两字、什么时候做Code Freeze(代码冻结)、谁来做?等等
只有当你切身地投入其中,才能发现、提出和改善业务流转中的问题,这样你的价值也就得以体现!这也就是容器化解决的根本难题。
2. Kubernetes架构
如果把容器化比作集装箱,其作用是打包程序所依赖的相关插件和库文件。
那么,Kubernetes就好比是一个设施丰富且完善的船坞码头,它复杂管理这些集装箱,如何“堆放”才能更合理、更有效,这就是它需要考虑和做的事情。
接下来,我们直接来看一下Kubernetes的部署架构
首先引入大家眼帘的是一张关于Kubernetes的组件架构图,这是我从官网摘录下来的。
如图,我们可以粗略观察发现,Kubernetes分为Master端和Nodes端,以及一个外接的cloud端。
他们工作逻辑和内部组件,你可以参考下面的文字描述:
Master节点
又称为控制平面:control plane。包括kube-apiserver、kube-scheduler、kube-controller-manager和etcd四个组件。
①kube-apiserver:
是一个将kubernetes控制平面中的API暴露出来的API服务,用于接收用户端的操作请求,这服务是kubernetes控制平面的前端。
它是无状态应用,用户可以运行多个kube-apiserver组件的实例,用于平衡实例的请求流量。
②kube-scheduler:
用于watch监听apiserver的资源变动(增删改查),并调度至合适的后端node节点,从而来创建pod资源。
③kube-controller-manager:
每个控制器都是独立的二进制进程,包括:Node Controller、Replication Controller、Endpoints Controller和Service Account & Token Controllers。
④etcd:
高可用、KV结构的kubernetes的后端数据存储组件。
⑤cloud-controller-manager:
是kubernetes与云厂商提供的服务能力对接的关键组件。又称为kubernetes cloudprovider。
Node节点
又称为数据平面:data plane。包括kubelet、kube-proxy和Container Runtime三个组件。
①kubelet:
运行在集群每个节点的客户端,需要确保相关容器运行在pod中;通过PodSpecs标签,描述容器的运行状态。
②kube-proxy:
是一个运行在集群每个节点的网络代理组件。
③Container Runtime:
支持运行容器底层环境的软件;
支持:Docker, containerd, cri-o, rktlet 等
cloud端
①cloud:
作为集群外部的附加能力,通过与cloud-controller-manager组件对接,扩展kuberntes集群于云上动态扩展的特性
Addons(附加组件)
使用Kubernetes resources增加集群功能,如DNS、Web UI (Dashboard)、Container Resource Monitoring、Cluster-level Logging等等
3. 工作流程概述
Master
用户通过(API、WebUI、CLI)向APIserver发送请求,kube-scheduler组件监听APIserver的资源变动,同时从Node节点中选取最合适的Node节点开始调度,并把调度结果保存至Etcd中。
Node
kubelet也会监听APIserver的资源变动,并在符合的Node上通过kubelet调用相关的docker引擎进行后续打包和构建操作。
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