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2024 iThome 鐵人賽

DAY 8
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實際上執行服務的元件 (●°u°●)


Worker Node 是實際乘載服務的節點,除了 pod 外也包含執行用的組件
https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20240909/20168437eRccmRhORN.png
如果有看過地獄廚房,應該對廚房如何完成一個晚宴應該不陌生。
(地獄廚房很好看,推推。)
(沒看過的話就是地獄廚神 Gordon Ramsay 對一群職業廚師破口大罵的實境秀。)

AI繪圖蠻傳神的,差不多就是個樣子
https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20240909/20168437GrWn30To7M.png

晚宴是這樣:
由外場侍者帶回顧客訂單,主廚喊單並確認廚師們知道要出什麼餐並開始烹飪,將完成的菜品端上前台,經過主廚的最後確認再由侍者送上餐桌。

基本上就是想像一個忙到不行的餐廳。

元件的工作分配如下:
爐灶和設備:container runtime,根據餐廳食譜的要求配置烹飪環境
主廚:kubelet,接收侍者傳過來的訂單並確保每個膳台都有好好做事
侍者:kube-proxy,負責引導客人和管理訂單流程
廚師:container&pod,在準備好設備的廚房中完成烹飪


詳細介紹各元件:

kubelet

Worker Node 上最重要的組件。

  • 處理來自透過 kube-apiserver 的指令,也會主動向 kube-apiserver 傳送訊息

  • 管理 node 上的所有 pod 和其中的 container
    (不認識 kube-apiserver 的話可以參考前一篇:Control Plane)

  • 獨立運行
    前面有提到,如果kube-apiserver毀損會使整個叢集都無法操作。
    由於 kubelet 的管理範圍只在 Worker Node,因此在所屬的 node 中還是可以就現有資訊繼續工作。
    (跟 Control Plane 溝通就沒辦法了,相當於無法從外部執行任何建立、修改、更新。)

  • 自註冊 self-registers
    如果將kubelet--register-node 設定為 true,kubelet就會主動向apiserver自行註冊
    ,使自己擁有建立和修改 node 的權限。
    預設情況下,這個範圍包含 Cluster 中的「所有」node,基於安全考量,會建議把權限限縮在 kubelet 所在的 node 上。


kube-proxy

處理節點間的通訊和流量轉發。
會監聽 node 上的 service 和 pod,隨時依照變化更新節點的網絡設置。
有兩種模式:

  • iptables:過濾網絡流量,適用於防火牆和小規模流量管理。
  • IPVS:分配網絡流量的負載均衡器,適合處理大量流量和需要高可用性的系統。

container runtime

依照 image 的需求配置執行環境並運行 container
以 Docker Engine 最常見,導入 CRI (Container Runtime Interface) 後的 k8s 版本1(v1.5)支援任何符合 OCI 規範的服務。


只有 Worker Node 才能運行 Pod 嗎?

所有的服務都是以 pod 形式存在的,當然 Control Plane 上的組件也是。
Control Plane 上的 pod 皆運作在 kube-system 這個 namespace 中。

那為什麼常會看到 Control Plane 上不能運行 pod 的討論呢?

一般情況下在討論 pod 部署的時候,是指經由 kube-scheduler 決策,使用者自行部署在 k8s 上的應用程式(Control Plane 上運行的 pod 有另一套機制)。
在 k8s 的設計概念中,Control Plane 作為決策中樞可說是最為重要的存在,會盡可能避開所有可能產生風險的操作,而不會把它當成 Worker Node 使用,而是將工作切分乾淨,中間只透過 kube-apiserver 溝通。

實際上是怎麼做的呢?

後面會講
沒,開玩笑的。
node 的設定值中有個名為 Taint 的參數,Control Plane 將它預設為 NoSchedule,意即標示這個 node 不參與 kube-scheduler部署 pod 的評選流程。

對... 把設定移除後 pod 是可以被部署到 Control Plane 上的,
但這種增加風險的行為還是不要做吧 (´・ω・`)


小結

Worker Node 是 Kubernetes Cluster 中實際運行容器的單位,負責執行和管理分配給它們的容器。
透過 kubelet 確保所有的 pod 按照規則運行;透過 kube-proxy 管理服務間的網路通訊。

綜合前一天的 Control Plane 介紹,可以大致上知道 Control PlaneWorker Node 之間的工作模式。以建立一個 pod 舉例:
https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20240909/20168437K54gIyn2Qj.png

雖說上圖只專注於元件之間的協作,實際上Worker Node的運作複雜許多,但也不難看出兩者之間的分工是非常明確的。實務上,一個 Kubernetes Cluster 通常有多個 Worker Node,以確保系統擴展、容錯和工作負載的能力。


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