企业级运维之云原生与Kubernetes实战课程
第三章第3讲 集群创建Pod的过程
视频地址：https://developer.aliyun.com/learning/course/913/detail/14556
本讲目录：
- 控制器模型
- 集群架构
- Pod创建过程
一、控制器模型
1. 控制器Controller
控制器Controller旨在保证集群中各种资源的状态和用户定义(yaml)的状态一致，如果出现偏差，则修正资源的状态。
2. 控制器模型
下图展示了控制器的一般模型架构：
Informer负责监听kube-apiserver，同时会注册很多Handler，worker从queue中取出事件，根据事件类型触发对应的Handler处理，Informer的主要作用是从apiserver获取数据放到本地缓存，根据对应的事件类型触发已经注册好的result event handler。
for {
desired:= getDesiredState()
current:= getCurrentState()
makeChanges(desired, current)
}
二、集群架构
集群是由master和worker两种节点组成，master节点运行各种控制器，统一通过apiserver与etcd存储进行交互。
目前在云上使用的集群中推荐使用托管版集群，以减少Master组件的维护成本。
三、Pod创建过程
1. Pod创建过程简化版
Pod的创建过程如下图所示：
- 首先是通过API Server将yaml中的信息写入etcd；
- 写入完成后API Server触发watch机制准备创建Pod，信息会转发给调度器；
- 调度器通过其算法（如预选机制、优选机制），将需要调度的Pod以及调度到哪个节点上的信息写入API Server；
- API Server将绑定的node重新写入etcd，Kubelet收到信息后触发docker；
- docker run创建容器，Kubelet负责上报Pod的状态信息；
- 最后API Server将这些状态信息写入etcd，完成Pod创建。
2. Pod创建中各组件的作用
以Kuberctl创建deployment为例，阐述资源创建的过程。
a. Kubectl
- 验证请求是否合法(例如创建不支持的资源、 yaml格式错误)；
- 封装https请求,然后发送给kube-apiserver；
- 客户端身份认证：kubectl查找kubeconfig的顺序：
- --kubeconfig参数
- $KUBECONFIG环境变量
- $HOME/.kube/config
- 认证方式：CA证书认证、bearer token认证；
b. Kube-apiserver
- kube-apiserver对用户进行认证，直到某一种认证成功：
- x509处理程序验证http请求是否是由CA根证书签名的TLS密钥进行编码的；
- bearer token程序验证token文件是否存在；
- kube-apiserver对用户进行鉴权，包括：
- webhook:与集群外的http服务进行交互；
- ABAC:执行静态文件中的策略；
- RBAC:动态配置策略；
- Node:它确保节点只能访问自己节点上的资源；
- 将deployment对象保存到etcd中；
c. Deployment controller
- 此时etcd中的deployment对象已经对deploymentcontroller可见，它会检查到当前 deployment对象并无任何关联的Replicaset对象；
- 创建Replicaset对象并与当前deployment对象相关联；
- 将Replicaset对象保存到etcd中；
d. Replicaset controller
- 此时deployment已经创建处关联的Replicaset，但是相关Pod还没创建。Replicaset controller通过apiserver从etcd中检查到Replicaset,会去创建对应数量的Pod，以达到 Replicaset预期结果；
- 将Pod相关信息存入etcd；
e. Scheduler
- 此时Pod信息虽然存到etcd里，但是Pod仍然是pending状态；
- scheduler开始调度，通过预选策略链对节点进行评估，以初步筛选可以调度到的节点；
- 通过优选策略链对节点进行打分，选择最合适的节点，将Pod与节点关联；
- 将Pod相关信息更新到etcd中；
f. Kubelet
- kubelet从etc中获取自己节点上需要运行的Pod的列表，然后与缓存中的列表进行比较；
- 新增Pod以修复列表差异；
- 调用docker拉取镜像；
- 启动容器；
- 更新Pod状态到etcd。
所有以上组件都运行完成后，Pod创建完成。
注意事项：在创建Pod时要设置好健康检查。
3. Pod创建相关问题场景
场景：遇到Pod调度不符合预期
可能产生的因素：
- Limit很大，而Request初始很小，对节点性能打分的差异就不会太大，可能造成调度不一致；
- 如果Pod频繁crash也会影响调度；
解决方案：
- 将Scheduler的日志级别调高，根据日志对节点进行打分；
- 通过设置调度器参数来优化调度策略。
本讲小结
1. 集群控制器的基本原理、集群架构；
2. 以Pod创建的过程阐述各个控制器之间的配合方式；
思考：
1. deployment是如何与Replicaset和Pod关联起来的？
2. deployment伸缩副本失败，要怎么排查？
