Kubernetesのアーキテクチャと構成するコンポーネント(Worker Node)

こんにちわ

がじぇったー (@hackmylife7) | Twitter

です。

Kubernetesのアーキテクチャと構成するコンポーネントについて書いていきます。
今回はWorker Nodeで稼働するコンポーネントについてとりあげていきます。

TL;DR(要約)
全体構成
- Podが作成される流れ
Worker Node
Master Node
kubectl
Worker Node上で動くコンポーネント
- kubelet
- kube-proxy

TL;DR(要約)

Worker Nodeはユーザーからのリクエストを受け付け、アプリケーションを動かす働きを持つ
Worker Nodeで稼働するPod内でコンテナの起動/停止を担うのがkubelet
ユーザからのトラフィックをさばいたり、portでロードバランスを行うのがkube-proxyであり、実態はiptables

全体構成

まずKubernetesの全体構成は以下画像の通りです。kube-apiserverを中心として分散構成となっています。

f:id:gadgeterkun:20190630173604p:plain

Podが作成される流れ

Podが作成される流れをおさえます。

kubectlコマンドの発行
k8sはkube-apiserverでリクエストを受け取り、　Podのリソースの情報をetcdに書き込む(起動するノードは未割り当ての状態)
kube-schedulerはetcdに書き込まれて情報を検知し、Podをどのノードで起動させるかを決定し、kube-apiserverにリクエストを送る= etcdの情報が書き換わる
kubeletはetcdに書き込まれた情報を検知し、自身のノードでまだ起動していないPodがあれば起動する

Worker Node

Podを動かす役割を持つ
- ユーザーからのリクエストを受け付け、アプリケーションを動かす働きを持つ
- サーバリソースをコンテナに割り当てる
コンテナランタイムを稼働させる

Master Node

Control Planeを動かす役割を持つ
- Master Nodeで稼働させるコンポーネントは実際どのサーバで動かしても良いが、集約させるのが一般的な設計
HA化することができる

kubectl

KubernetesAPIと連携するためのコマンドラインツール
どのマシン上でも稼働させることが可能(クラスタ外部でも可能)
どのクラスタにアクセスするのか、どのネームスペースにアクセスするのか、Contextという形で" ~/.kube/config"ファイルで管理されている

$ cat  ~/.kube/config
apiVersion: v1
clusters:
- cluster:
    certificate-authority-data: ****略
    server: https://172.16.1.157:6443
  name: kubernetes
contexts:
- context:
    cluster: kubernetes
    user: kubernetes-admin
  name: kubernetes-admin@kubernetes
current-context: kubernetes-admin@kubernetes
kind: Config
preferences: {}
users:
- name: kubernetes-admin
  user:
    client-certificate-data: ****略
    client-key-data: ****略
$

Worker Node上で動くコンポーネント

kubelet

各Worker Node上で動作
間接的にコンテナを管理する
- etcdの情報を見にいき、自身が稼働するNodeでまだ起動するべきPodが起動していなければ立ち上げる
- Kubernetes APIと連携し、稼働するNode上でコンテナの起動や停止を行う
  - Host NodeへのVolumeへのマウント
  - secretsのダウンロード
  - liveness probesの定期実行
  - PodのStatus(リソース状況)の報告
  - NodeのStatus(リソース状況)の報告

kube-proxy

load balanceの機能を備える
iptablesのルールを管理するのがkube-proxy
- ユーザからのトラフィックをkube-proxy(iptables)の内容に則ってトラフィックをさばいたり、portでロードバランスを行う
public IPsの管理
- public IPのアサイン
- Portのexpose