中间件-K8S

Kubernetes如何实现集群管理

Kubernetes将集群中的机器划分为一个Master节点和一群工作节点Node。

  • Master节点运行着集群管理相关的一组进程kube-apiserver、kube-controller-manager和kube-scheduler，
    • 这些进程实现了整个集群的资源管理、Pod调度、弹性伸缩、安全控制、系统监控和纠错等管理能力，并且都是全自动完成的。

Pod可能位于的状态

  • Pending：API Server已经创建该Pod，且Pod内还有一个或多个容器的镜像没有创建，包括正在下载镜像的过程。
  • Running：Pod内所有容器均已创建，且至少有一个容器处于运行状态、正在启动状态或正在重启状态。
  • Succeeded：Pod内所有容器均成功执行退出，且不会重启。
  • Failed：Pod内所有容器均已退出，但至少有一个容器退出为失败状态。
  • Unknown：由于某种原因无法获取该Pod状态，可能由于网络通信不畅导致。

Kubernetes创建一个Pod的主要流程？

Kubernetes中创建一个Pod涉及多个组件之间联动，主要流程如下：

  • 客户端提交Pod的配置信息（可以是yaml文件定义的信息）到kube-apiserver。
  • Apiserver收到指令后，通知给controller-manager创建一个资源对象。
  • Controller-manager通过api-server将Pod的配置信息存储到etcd数据中心中。
  • Kube-scheduler检测到Pod信息会开始调度预选，会先过滤掉不符合Pod资源配置要求的节点，然后开始调度调优，主要是挑选出更适合运行Pod的节点，然后将Pod的资源配置单发送到Node节点上的kubelet组件上。
  • Kubelet根据scheduler发来的资源配置单运行Pod，运行成功后，将Pod的运行信息返回给scheduler，scheduler将返回的Pod运行状况的信息存储到etcd数据中心。

Pod的重启策略

Pod重启策略（RestartPolicy）应用于Pod内的所有容器，并且仅在Pod所处的Node上由kubelet进行判断和重启操作。当某个容器异常退出或者健康检查失败时，kubelet将根据RestartPolicy的设置来进行相应操作。

Pod的重启策略包括Always、OnFailure和Never，默认值为Always。

  • Always：当容器失效时，由kubelet自动重启该容器；
  • OnFailure：当容器终止运行且退出码不为0时，由kubelet自动重启该容器；
  • Never：不论容器运行状态如何，kubelet都不会重启该容器。

同时Pod的重启策略与控制方式关联，当前可用于管理Pod的控制器包括ReplicationController、Job、DaemonSet及直接管理kubelet管理（静态Pod）。

不同控制器的重启策略限制如下：

  • RC和DaemonSet：必须设置为Always，需要保证该容器持续运行；
  • Job：OnFailure或Never，确保容器执行完成后不再重启；
  • kubelet：在Pod失效时重启，不论将RestartPolicy设置为何值，也不会对Pod进行健康检查。

Kubernetes中Pod的健康检查方式

对Pod的健康检查可以通过两类探针来检查：LivenessProbe和ReadinessProbe。

  • LivenessProbe探针：用于判断容器是否存活（running状态），如果LivenessProbe探针探测到容器不健康，则kubelet将杀掉该容器，并根据容器的重启策略做相应处理。若一个容器不包含LivenessProbe探针，kubelet认为该容器的LivenessProbe探针返回值用于是“Success”。

    • kubelet定期执行LivenessProbe探针来诊断容器的健康状态，通常有以下三种方式：
      • ExecAction：在容器内执行一个命令，若返回码为0，则表明容器健康。
      • TCPSocketAction：通过容器的IP地址和端口号执行TCP检查，若能建立TCP连接，则表明容器健康。
      • HTTPGetAction：通过容器的IP地址、端口号及路径调用HTTP Get方法，若响应的状态码大于等于200且小于400，则表明容器健康。

  • ReadineeProbe探针：用于判断容器是否启动完成（ready状态）。如果ReadinessProbe探针探测到失败，则Pod的状态将被修改。Endpoint Controller将从Service的Endpoint中删除包含该容器所在Pod的Eenpoint。

  • startupProbe探针：启动检查机制，应用一些启动缓慢的业务，避免业务长时间启动而被上面两类探针kill掉。