图解 Kubernetes 组件与网络模型

前言

一直没有系统的学习过 Kubernetes ，最近抽出了点时间学习 Kubernetes。

Kubernetes 是典型的 Master + Worker 架构，跟 Console + Sidecar 有些相似，Master 节点负责调度、监控、是所有流量的入口，Worker 负责具体的 Pod 运行。

Kubernetes 核心组件

Kubernetes 组件分为两大类：Control Plane（控制层） 和 Worker Node（工作层）

控制层：

• kube-apiserver：提供 RESTful API，集群的唯一入口，所有组件和用户请求都要经过它。


• etcd：分布式 KV 存储，保存集群所有状态数据（Pod、Service、ConfigMap 等）。


• kube-scheduler：负责把新创建的、还没绑定节点的 Pod 调度到合适的 Node 上。


• kube-controller-manager：运行各种控制器（Deployment、ReplicaSet、Service 等控制器）。

工作层：

• kubelet：负责接收 apiserver 下发的 Pod 定义，上报 Pod 状态。


• kube-proxy：负责 Service 的负载均衡与转发。


• container：真正跑容器，早期是 Docker

Kubernetes 网络模型

一次网络请求在 Kubernetes 的完整流程：

1. Ingress 层，Ingress Controller 根据配置规则分发请求。


2. Service 层，根据服务发现以及负载均衡继续分发请求。


3. Pod 层，服务实际运行层处理请求。

一次完整流程

1. 用户执行 kubectl apply -f deploy.yml


2. kubectl 解析 YAML（Deployment）


3. kubectl 向 kube-apiserver 发送创建请求


4. kube-apiserver 做认证鉴权，把 Deployment 资源持久化保存到 etcd


5. kube-apiserver 返回成功


6. controller-manager 通过 Watch 机制监听到新 Deployment


7. 创建 ReplicaSet 并同时创建 Pod （未正式分配资源）存入 etcd


8. scheduler 选择合适的 Node 并完成 Pod 绑定，将信息存入 etcd