Kubernetes(k8s)-master组件介绍

运维小路

发布于 2024-12-25 15:52:31

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代码可运行

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我们上一章介绍了Docker基本情况，目前在规模较大的容器集群基本都是Kubernetes，但是Kubernetes涉及的东西和概念确实是太多了，而且随着版本迭代功能在还增加，笔者有些功能也确实没用过，所以只能按照我自己的理解来讲解。

我们在上一小节介绍静态pod，而在k8s的第一节我们就介绍了master的哪些组件，下图就是标准k8s下的4个静态pod文件的yaml文件。

1.Etcd：作为集群的数据存储，用于存储集群的配置信息、状态和元数据。etcd 是一个分布式、可靠且高度可用的键值存储系统，用于保证集群的一致性和持久性。

#下面就是etcd的启动命令
#这里的参数其实比较少，大部分都是和ip和证书相关。
- command:
    - etcd
    - --advertise-client-urls=https://192.168.31.211:2379
    - --cert-file=/etc/kubernetes/pki/etcd/server.crt
    - --client-cert-auth=true
    - --data-dir=/var/lib/etcd
    - --experimental-initial-corrupt-check=true
    - --initial-advertise-peer-urls=https://192.168.31.211:2380
    - --initial-cluster=master01=https://192.168.31.211:2380
    - --key-file=/etc/kubernetes/pki/etcd/server.key
    - --listen-client-urls=https://127.0.0.1:2379,https://192.168.31.211:2379
    - --listen-metrics-urls=http://127.0.0.1:2381
    - --listen-peer-urls=https://192.168.31.211:2380
    - --name=master01
    - --peer-cert-file=/etc/kubernetes/pki/etcd/peer.crt
    - --peer-client-cert-auth=true
    - --peer-key-file=/etc/kubernetes/pki/etcd/peer.key
    - --peer-trusted-ca-file=/etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt
    - --snapshot-count=10000
    - --trusted-ca-file=/etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt

etcd实际上只有一个业务进程会使用他，那就是kube-apiserver，如果etcd异常，则kube-apiserver也会异常无法启动。单节点只要数据没问题，则基本都可以正常启动。etcd的高可用是通过组件etcd集群来实现(etcd本身就是一个分布式集群)。

2.API Server：作为集群的统一入口，提供 API 用于与集群交互，包括创建、删除和管理资源等操作。所有的 Kubernetes API 请求都通过 API Server 进行处理。其他组件不会相互通信，包括Node的组件都只和APL Server通信。

 #下面是kube-apiserver的启动参数
 - command:
    - kube-apiserver
    - --advertise-address=192.168.31.211
    - --allow-privileged=true
    - --authorization-mode=Node,RBAC
    - --client-ca-file=/etc/kubernetes/pki/ca.crt
    - --enable-admission-plugins=NodeRestriction
    - --enable-bootstrap-token-auth=true
    - --etcd-cafile=/etc/kubernetes/pki/etcd/ca.crt
    - --etcd-certfile=/etc/kubernetes/pki/apiserver-etcd-client.crt
    - --etcd-keyfile=/etc/kubernetes/pki/apiserver-etcd-client.key
    - --etcd-servers=https://127.0.0.1:2379
    - --kubelet-client-certificate=/etc/kubernetes/pki/apiserver-kubelet-client.crt
    - --kubelet-client-key=/etc/kubernetes/pki/apiserver-kubelet-client.key
    - --kubelet-preferred-address-types=InternalIP,ExternalIP,Hostname
    - --proxy-client-cert-file=/etc/kubernetes/pki/front-proxy-client.crt
    - --proxy-client-key-file=/etc/kubernetes/pki/front-proxy-client.key
    - --requestheader-allowed-names=front-proxy-client
    - --requestheader-client-ca-file=/etc/kubernetes/pki/front-proxy-ca.crt
    - --requestheader-extra-headers-prefix=X-Remote-Extra-
    - --requestheader-group-headers=X-Remote-Group
    - --requestheader-username-headers=X-Remote-User
    - --secure-port=6443
    - --service-account-issuer=https://kubernetes.default.svc.cluster.local
    - --service-account-key-file=/etc/kubernetes/pki/sa.pub
    - --service-account-signing-key-file=/etc/kubernetes/pki/sa.key
    - --service-cluster-ip-range=10.96.0.0/12
    - --tls-cert-file=/etc/kubernetes/pki/apiserver.crt
    - --tls-private-key-file=/etc/kubernetes/pki/apiserver.key

kube-apiserver需要依赖etcd正常，才可以正常启动，一般情况下只要etcd正常则kube-apiserver一般没问题，当然证书，时间这些也会影响kube-apiserver的启动。kube-apiserver的本身就是无状态的，只要能正常连接etcd，他在多个节点启用就可以实现高可用。

3.Controller Manager：负责管理和运行集群中的控制器。控制器用于监控集群的状态，并根据预期状态与实际状态的差异进行调整。例如，Replication Controller 负责确保 Pod 的副本数符合预期，Namespace Controller 负责管理命名空间等。

 #kube-controller-manager的启动参数
  - command:
    - kube-controller-manager
    - --allocate-node-cidrs=true
    - --authentication-kubeconfig=/etc/kubernetes/controller-manager.conf
    - --authorization-kubeconfig=/etc/kubernetes/controller-manager.conf
    - --bind-address=127.0.0.1
    - --client-ca-file=/etc/kubernetes/pki/ca.crt
    - --cluster-cidr=10.244.0.0/16
    - --cluster-name=kubernetes
    - --cluster-signing-cert-file=/etc/kubernetes/pki/ca.crt
    - --cluster-signing-key-file=/etc/kubernetes/pki/ca.key
    - --controllers=*,bootstrapsigner,tokencleaner
    - --kubeconfig=/etc/kubernetes/controller-manager.conf
    - --leader-elect=true
    - --requestheader-client-ca-file=/etc/kubernetes/pki/front-proxy-ca.crt
    - --root-ca-file=/etc/kubernetes/pki/ca.crt
    - --service-account-private-key-file=/etc/kubernetes/pki/sa.key
    - --service-cluster-ip-range=10.96.0.0/12
    - --use-service-account-credentials=true

kube-controller-manager也只依赖kube-apiserver，本组件其实也是很多控制组件的集合，如果本地组件挂掉，已有的业务是可以正常使用的，但是如果某些组件出现不符合预期的情况，控制组件挂断以后他将无法按照预期样子恢复。kube-controller-manager的高可用和kube-scheduler高可用是一样，会进行选主操作，如果存在一个多个情况下，则只有一个leader在提供服务，其他都不提供服务。而下面这个参数就是实现参数。

#启用选主
- --leader-elect=true

4.Scheduler：负责根据预定的策略将 Pod 分配到集群中的节点上。Scheduler 考虑诸如节点资源、Pod 的需求和亲和性/反亲和性规则等因素来进行调度决策，以实现负载均衡和高可用性。

  #Scheduler的启动命令
  - command:
    - kube-scheduler
    - --authentication-kubeconfig=/etc/kubernetes/scheduler.conf
    - --authorization-kubeconfig=/etc/kubernetes/scheduler.conf
    - --bind-address=127.0.0.1
    - --kubeconfig=/etc/kubernetes/scheduler.conf
    - --leader-elect=true

kube-Scheduler也只依赖kube-apiserver，这个和kube-controller-manager挂掉以后情况比较类似，也是已有的业务不影响使用，但是后面的调度则不能完成。

5.总结

这4个组件就是master的核心组件，etcd作为数据库给kube-apiserver使用，而作为核心kube-apiserver又向kube-controller-manager和kube-scheduler提供服务。