简述 K8S 创建一个pod的详细流程,涉及的组件怎么通信的?
参考回答
Kubernetes(K8S)创建一个 Pod 的过程涉及多个组件协同工作,下面是详细的创建流程:
- 用户发起请求:用户通过
kubectl
或 API 服务器提交一个 Pod 创建请求(通常是一个 YAML 文件)。 -
API 服务器处理请求:API 服务器接收到请求后,首先会验证并解析请求。然后,API 服务器将该请求存储到 etcd(K8S 的分布式键值数据库)中,作为集群的状态信息。
-
调度:
- API 服务器将请求转发到 调度器(Scheduler)。
- 调度器根据集群资源(如 CPU、内存)和 Pod 需求进行资源调度,选择一个合适的节点(Node)来运行这个 Pod。
- 调度器将选择的节点信息更新到 API 服务器中,标记该 Pod 被分配到特定的节点上。
- Kubelet 监控:
- 节点上的 Kubelet 进程定期向 API 服务器查询是否有新的 Pod 被分配给本节点。
- 当 Kubelet 得到新的 Pod 信息后,它会在本地节点上创建并启动容器。
- 容器运行:Kubelet 与 容器运行时(如 Docker 或 containerd) 通信,使用容器运行时来启动容器并运行 Pod 中的应用程序。
-
健康检查:
- Kubelet 启动容器后,还会根据 Pod 配置中的就绪探针(Readiness Probe)和存活探针(Liveness Probe)定期检查容器的健康状态。
- Pod 完成创建:Pod 创建完成后,Kubelet 会通知 API 服务器 Pod 的状态,API 服务器将 Pod 状态更新为 “Running”,并返回给用户。
详细讲解与拓展
1. 用户请求(kubectl 或 API)
- 用户通过
kubectl
或其他客户端向 Kubernetes API 服务器发送创建 Pod 的请求。 - 这个请求通常包含 Pod 的定义文件(YAML 格式),指定容器镜像、资源需求、端口映射等配置。
2. API 服务器的作用
- 验证和存储:API 服务器接收到请求后,会首先进行请求的验证和认证(比如验证用户是否有权限创建 Pod)。接着,它将 Pod 的定义存储到 etcd 中。etcd 是 Kubernetes 的中心存储系统,存储了集群的所有状态信息。
- API Server 与 Scheduler 通信:创建请求被成功接收并存储后,API 服务器会将 Pod 的调度信息传递给 调度器(Scheduler),调度器将根据集群资源进行资源分配。
3. 调度(Scheduler)
- 调度器的任务:调度器的任务是选择一个合适的节点来运行 Pod。它会根据节点的资源(如 CPU、内存、硬盘)和 Pod 的需求来做决策。调度器还会考虑节点的亲和性、反亲和性、拓扑规则等因素。
- 选择节点:一旦调度器选择了一个节点,它会将调度结果(节点信息)更新到 API 服务器中,Pod 被分配到相应的节点上。
4. Kubelet 在节点上工作
- Kubelet 任务:每个节点上都运行一个 Kubelet。Kubelet 会定期向 API 服务器查询是否有新的 Pod 被分配到该节点。当 Kubelet 获取到 Pod 的信息后,它会开始在该节点上创建并运行容器。
- 容器运行时(如 Docker 或 containerd):Kubelet 使用容器运行时来启动容器。容器运行时负责拉取镜像、启动容器等操作。
5. 容器启动与网络
- Pod 的网络通信:一旦容器启动,Kubernetes 会通过 CNI(容器网络接口)插件 来为容器配置网络,使其能够与集群中的其他容器进行通信。每个 Pod 会获得一个唯一的 IP 地址,Pod 内部的多个容器共享同一个网络命名空间,可以直接相互通信。
6. 健康检查
- Liveness 和 Readiness Probe:Kubelet 还会根据 Pod 配置中的探针(LivenessProbe 和 ReadinessProbe)来定期检查容器的健康状态:
- LivenessProbe:如果容器不健康,Kubelet 会重启容器。
- ReadinessProbe:如果容器未准备好接收流量,Kubelet 会将其从负载均衡池中移除,直到容器准备好。
7. Pod 状态更新
- Pod 状态监控:Pod 创建完成并且容器成功启动后,Kubelet 会通过 API 服务器更新 Pod 的状态(例如:
Running
),表示 Pod 已经成功运行。
8. 相关组件的通信
- API 服务器与调度器:通过 REST API 通信,调度器从 API 服务器获取 Pod 信息并进行调度。
- API 服务器与 Kubelet:Kubelet 定期向 API 服务器报告 Pod 的状态和健康状况,API 服务器存储和管理集群状态。
- Kubelet与容器运行时:Kubelet 使用容器运行时(如 Docker 或 containerd)来启动和管理容器。
组件之间的交互示例
- 用户通过
kubectl
创建 Pod。 - API 服务器接收请求,验证并存储到 etcd。
- API 服务器通知调度器进行 Pod 调度。
- 调度器选择节点,将调度结果更新到 API 服务器。
- Kubelet 在节点上监听 API 服务器的状态,获取新的 Pod 调度信息。
- Kubelet 使用容器运行时启动容器,并通过 CNI 配置网络。
- Kubelet 定期向 API 服务器更新 Pod 的健康状态。
总结
Kubernetes 创建 Pod 的流程是一个高度协作的过程,涉及 API 服务器、调度器、Kubelet 和容器运行时等组件的紧密配合。每个组件通过 REST API 和集群内的通信机制进行交互,确保 Pod 能够被正确调度和管理。