开启掘金成长之旅！这是我参与「掘金日新计划 · 12 月更文挑战」的第7天
随着云原生技术的快速发展，很多系统框架是基于k8s的，所以熟悉和掌握K8s相关知识是非常重要的，今天就来研究一番。
- k8s-master
（1）kube-apiserver
api server提供了k8s中各类资源对象例如pod、rc、service的增删改查以及监视watch等http rest接口，是整个系统中的数据中心和数据总线，apiserver在master监听两个端口：一个是通过insercure port监听非安全的本地127.0.01的8080端口，用于接受http请求，可以通过参数insecure-port以及insecure-bind-adress的值来修改默认的ip和端口。另一个是监听一个对外访问的安全端口，默认6443，默认非本地ip，用于接受客户端、面板展示等外部https的请求，基于token文件或客户端证书以及http base认证，基于策略的授权。
功能：提供集群管理的REST API接口，包括认证授权、数据校验以及集群状态的变更，是其他模块之间数据交互和通信的枢纽，其他模块通过api server查询或者修改数据，只有api server才直接操作etcd数据库，是资源配额控制的入口，下面可以看看对应接口，启动脚本/etc/systemd/system/kube-apiserver.service
curl 127.0.0.1:8080/apis #分组api
curl 127.0.0.1:8080/api/v1 #带具体版本号的api
curl 127.0.0.1:8080/ #返回核心api列表 curl 127.0.0.1:8080/version #api 版本信息
curl 127.0.0.1:8080/healthz/etcd #与etcd的心跳监测
curl 127.0.0.1:8080/apis/autoscaling/v1 #api的详细信息
curl 127.0.0.1:8080/metrics #指标数据
（2）kube-controller-manager
这个个组件是作为集群内部的管理控制中心，非安全默认端口是10252，负责集群内的node、pod副本，服务端点endpoint、命名空间namespace，服务账号serviceacount、资源定额resourcequota管理，当node节点宕机时，controller-manager会及时发现并执行自动化修复流程，确保集群始终处于预期的工作状态。启动脚本为/etc/systemd/system/kube-controller-manager.service
（3）kube-scheduler
scheduler负责pod调度，整个系统中起到承上启下的作用，承上就是接受controller manager创建的新pod，为其选择一个合适的node，启下就是node上的kubelet接管pod的生命周期。启动脚本/etc/systemd/system/kube-scheduler.service，具体的调度算法还需要咱们去研究一下，通过内置的调度算法为待调度的pod列表中的每个pod从可用node列表中选择一个最合适的node，将信息写入etcd中，node节点上的kublet通过apiserver监听到kubernetets scheduler产生的pod绑定信息，然后获取对应的pod清单，下载镜像并启动容器。
优选策略：1.LeastRequestedPriority
优先从备选节点列表中选择资源消耗最小的节点（CPU+内存）。
2.CalculateNodeLabelPriority
优先选择含有指定Label的节点。
3.BalancedResourceAllocation
优先从备选节点列表中选择各项资源使用率最均衡的节点。
2、k8s-node
（1）kubelet
在k8s集群中，每个node节点都会启动kubelet’进程、用来处理master节点下发到本节点的任务，管理pod和其中的容器，kubelet会在api server上注册节点信息，定期向master汇报节点资源使用情况，并通过cadvisor监控容器和节点资源，可以理解为sever、agent架构中的agent，是node节点上的pod管家
启动脚本/etc/systemd/system/kubelet.service（2）kube-proxy
运行在每个节点上，监听api-server中服务对象的变化，通过管理iptables实现网络转发，kube-proxy支持三种模式userspace（已淘汰）、iptables、ipvs，启动脚本/etc/systemd/system/kube-proxy.service。Iptables原理就是kube-proxy监听master节点service、endpoint的增加以及删除消息，对每一个service，proxy创建对应的iptable规则，将发送到service cluster ip的流量转发到service后端提供服务的pod相应端口上。ipvs对比iptables的效率会更高一些。
3、etcd
etcd是coreos团队2013发起的开源项目，基于狗眼，是一个高可用的分布式键值数据库。
特性：
完全复制：集群中的每个节点都可以使用完整的存档
高可用性：Etcd可用于避免硬件的单点故障或网络问题
一致性：每次读取都会返回跨多主机的最新写入
简单：包括一个定义良好、面向用户的API（gRPC）
安全：实现了带有可选的客户端证书身份验证的自动化TLS
快速：每秒10000次写入的基准速度
可靠：使用Raft算法实现了存储的合理分布Etcd的工作原理
（1）验证etcd成员状态：
export NODE_IPS="192.168.1.101 192.168.1.102 192.168.1.103"
for ip in {ip}:2379 --cacert=/etc/kubernetes/ssl/ca.pem -- cert=/etc/etcd/ssl/etcd.pem --key=/etc/etcd/ssl/etcd-key.pem ; done
（2）数据备份恢复
etcdctl snapshot save snapshot.db
etcdctl snapshot restore snapshot.db --datadir=/opt/etcd-testdir #将数据恢复到一个新的不存在的目录中
到这里对于k8s集群的组件有一个初步了解了，赶快去实践吧，祝学习顺利！
