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<title>kubelet 架构浅析 · 田飞雨</title>
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<ul class="summary">
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</li>
<li class="divider"></li>
<li class="chapter " data-level="1.1" data-path="../">
<a href="../">
<b>1.1.</b>
Introduction
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2" data-path="./">
<a href="./">
<b>1.2.</b>
kubernetes
</a>
<ul class="articles">
<li class="chapter " data-level="1.2.1" data-path="kube_apiserver.html">
<a href="kube_apiserver.html">
<b>1.2.1.</b>
kube-apiserver 的设计与实现
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.2" data-path="apiserver_bootstrap_controller.html">
<a href="apiserver_bootstrap_controller.html">
<b>1.2.2.</b>
kube-apiserver 中 apiserver service 的实现
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.3" data-path="nodelifecycle_controller.html">
<a href="nodelifecycle_controller.html">
<b>1.2.3.</b>
node controller 源码分析
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.4" data-path="job_controller.html">
<a href="job_controller.html">
<b>1.2.4.</b>
job controller 源码分析
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.5" data-path="garbagecollector_controller.html">
<a href="garbagecollector_controller.html">
<b>1.2.5.</b>
garbage collector controller 源码分析
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.6" data-path="daemonset_controller.html">
<a href="daemonset_controller.html">
<b>1.2.6.</b>
daemonset controller 源码分析
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.7" data-path="statefulset_controller.html">
<a href="statefulset_controller.html">
<b>1.2.7.</b>
statefulset controller 源码分析
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.8" data-path="deployment_controller.html">
<a href="deployment_controller.html">
<b>1.2.8.</b>
deployment controller 源码分析
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.9" data-path="replicaset_controller.html">
<a href="replicaset_controller.html">
<b>1.2.9.</b>
replicaset controller 源码分析
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.10" data-path="kube_scheduler_process.html">
<a href="kube_scheduler_process.html">
<b>1.2.10.</b>
kube-scheduler 源码分析
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.11" data-path="kube_scheduler_algorithm.html">
<a href="kube_scheduler_algorithm.html">
<b>1.2.11.</b>
kube-scheduler predicates 与 priorities 调度算法源码分析
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.12" data-path="kube_scheduler_preempt.html">
<a href="kube_scheduler_preempt.html">
<b>1.2.12.</b>
kube-scheduler 优先级与抢占机制源码分析
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.13" data-path="k8s_service_theory.html">
<a href="k8s_service_theory.html">
<b>1.2.13.</b>
kubernetes service 原理解析
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.14" data-path="kube_proxy_process.html">
<a href="kube_proxy_process.html">
<b>1.2.14.</b>
kube-proxy 源码分析
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.15" data-path="kube_proxy_iptables.html">
<a href="kube_proxy_iptables.html">
<b>1.2.15.</b>
kube-proxy iptables 模式源码分析
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.16" data-path="kube_proxy_ipvs.html">
<a href="kube_proxy_ipvs.html">
<b>1.2.16.</b>
kube-proxy ipvs 模式源码分析
</a>
</li>
<li class="chapter active" data-level="1.2.17" data-path="kubelet-modules.html">
<a href="kubelet-modules.html">
<b>1.2.17.</b>
kubelet 架构浅析
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.18" data-path="kubelet_init.html">
<a href="kubelet_init.html">
<b>1.2.18.</b>
kubelet 启动流程分析
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.19" data-path="kubelet_create_pod.html">
<a href="kubelet_create_pod.html">
<b>1.2.19.</b>
kubelet 创建 pod 的流程
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.20" data-path="node_status.html">
<a href="node_status.html">
<b>1.2.20.</b>
kubelet 状态上报的方式
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.21" data-path="k8s_events.html">
<a href="k8s_events.html">
<b>1.2.21.</b>
kubelet 中事件处理机制
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.22" data-path="kubelet_status_manager.html">
<a href="kubelet_status_manager.html">
<b>1.2.22.</b>
kubelet statusManager 源码分析
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.23" data-path="kubelet_qos.html">
<a href="kubelet_qos.html">
<b>1.2.23.</b>
kubernetes 中 Qos 的设计与实现
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.24" data-path="kubelet_garbage_collect.html">
<a href="kubelet_garbage_collect.html">
<b>1.2.24.</b>
kubelet 中垃圾回收机制的设计与实现
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.25" data-path="k8s_evicted.html">
<a href="k8s_evicted.html">
<b>1.2.25.</b>
kubernetes 中 Evicted pod 是如何产生的
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.2.26" data-path="kubernetes_descheduler.html">
<a href="kubernetes_descheduler.html">
<b>1.2.26.</b>
Kubernetes 中 Descheduler 组件的使用与扩展
</a>
</li>
</ul>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.3" data-path="../knative/">
<a href="../knative/">
<b>1.3.</b>
knative
</a>
<ul class="articles">
<li class="chapter " data-level="1.3.1" data-path="../knative/deploy_with_minkube.html">
<a href="../knative/deploy_with_minkube.html">
<b>1.3.1.</b>
在 minkube 上部署 knative
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.3.2" data-path="../knative/knative_serving.html">
<a href="../knative/knative_serving.html">
<b>1.3.2.</b>
knative serving 组件分析
</a>
</li>
</ul>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.4" data-path="../cgroup/">
<a href="../cgroup/">
<b>1.4.</b>
cgroup
</a>
<ul class="articles">
<li class="chapter " data-level="1.4.1" data-path="../cgroup/blkio_cgroup.html">
<a href="../cgroup/blkio_cgroup.html">
<b>1.4.1.</b>
blkio cgroup
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.4.2" data-path="../cgroup/pid_cgroup.html">
<a href="../cgroup/pid_cgroup.html">
<b>1.4.2.</b>
pid cgroup
</a>
</li>
</ul>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.5" data-path="../go/">
<a href="../go/">
<b>1.5.</b>
go
</a>
<ul class="articles">
<li class="chapter " data-level="1.5.1" data-path="../go/func_return_value_or_pointer.html">
<a href="../go/func_return_value_or_pointer.html">
<b>1.5.1.</b>
golang 中函数使用值返回与指针返回的区别，底层原理分析
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.5.2" data-path="../go/golang_bootstrap.html">
<a href="../go/golang_bootstrap.html">
<b>1.5.2.</b>
Golang 程序启动流程分析
</a>
</li>
<li class="chapter " data-level="1.5.3" data-path="../go/golang_gpm.html">
<a href="../go/golang_gpm.html">
<b>1.5.3.</b>
Golang GPM 模型剖析
</a>
</li>
</ul>
</li>
<li class="divider"></li>
<li>
<a href="https://www.gitbook.com" target="blank" class="gitbook-link">
本书使用 GitBook 发布
</a>
</li>
</ul>
</nav>
</div>
<div class="book-body">
<div class="body-inner">
<div class="book-header" role="navigation">
<!-- Title -->
<h1>
<i class="fa fa-circle-o-notch fa-spin"></i>
<a href=".." >kubelet 架构浅析</a>
</h1>
</div>
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<div class="page-inner">
<div id="book-search-results">
<div class="search-noresults">
<section class="normal markdown-section">
<ul>
<li><a href="#一概要">一、概要</a></li>
<li><a href="#二kubelet-的主要功能">二、kubelet 的主要功能</a></li>
<li><a href="#三kubelet-组件中的模块">三、kubelet 组件中的模块</a></li>
</ul>
<h2 id="一、概要"><a name="一、概要" class="anchor-navigation-ex-anchor" href="#一、概要"><i class="fa fa-link" aria-hidden="true"></i></a>一、概要</h2>
<p>kubelet 是运行在每个节点上的主要的“节点代理”，每个节点都会启动 kubelet进程，用来处理 Master 节点下发到本节点的任务，按照 PodSpec 描述来管理Pod 和其中的容器（PodSpec 是用来描述一个 pod 的 YAML 或者 JSON 对象）。</p>
<p>kubelet 通过各种机制（主要通过 apiserver ）获取一组 PodSpec 并保证在这些 PodSpec 中描述的容器健康运行。</p>
<h2 id="二、kubelet-的主要功能"><a name="二、kubelet-的主要功能" class="anchor-navigation-ex-anchor" href="#二、kubelet-的主要功能"><i class="fa fa-link" aria-hidden="true"></i></a>二、kubelet 的主要功能</h2>
<p>1、kubelet 默认监听四个端口，分别为 10250 、10255、10248、4194。</p>
<pre class="language-"><code>LISTEN 0 128 *:10250 *:* users:(("kubelet",pid=48500,fd=28))
LISTEN 0 128 *:10255 *:* users:(("kubelet",pid=48500,fd=26))
LISTEN 0 128 *:4194 *:* users:(("kubelet",pid=48500,fd=13))
LISTEN 0 128 127.0.0.1:10248 *:* users:(("kubelet",pid=48500,fd=23))
</code></pre><ul>
<li><p>10250（kubelet API）：kubelet server 与 apiserver 通信的端口，定期请求 apiserver 获取自己所应当处理的任务，通过该端口可以访问获取 node 资源以及状态。</p>
</li>
<li><p>10248（健康检查端口）：通过访问该端口可以判断 kubelet 是否正常工作, 通过 kubelet 的启动参数 <code>--healthz-port</code> 和 <code>--healthz-bind-address</code> 来指定监听的地址和端口。</p>
<pre class="language-"><code>$ curl http://127.0.0.1:10248/healthz
ok
</code></pre></li>
<li>4194（cAdvisor 监听）：kublet 通过该端口可以获取到该节点的环境信息以及 node 上运行的容器状态等内容，访问 <a href="http://localhost:4194" target="_blank">http://localhost:4194</a> 可以看到 cAdvisor 的管理界面,通过 kubelet 的启动参数 <code>--cadvisor-port</code> 可以指定启动的端口。</li>
</ul>
<pre class="language-"><code> $ curl http://127.0.0.1:4194/metrics
</code></pre><ul>
<li><p>10255 （readonly API）：提供了 pod 和 node 的信息，接口以只读形式暴露出去，访问该端口不需要认证和鉴权。</p>
<pre class="language-"><code>// 获取 pod 的接口，与 apiserver 的
// http://127.0.0.1:8080/api/v1/pods?fieldSelector=spec.nodeName= 接口类似
$ curl http://127.0.0.1:10255/pods
// 节点信息接口,提供磁盘、网络、CPU、内存等信息
$ curl http://127.0.0.1:10255/spec/
</code></pre></li>
</ul>
<p>2、kubelet 主要功能：</p>
<ul>
<li><p>pod 管理：kubelet 定期从所监听的数据源获取节点上 pod/container 的期望状态（运行什么容器、运行的副本数量、网络或者存储如何配置等等），并调用对应的容器平台接口达到这个状态。</p>
</li>
<li><p>容器健康检查：kubelet 创建了容器之后还要查看容器是否正常运行，如果容器运行出错，就要根据 pod 设置的重启策略进行处理。</p>
</li>
<li><p>容器监控：kubelet 会监控所在节点的资源使用情况，并定时向 master 报告，资源使用数据都是通过 cAdvisor 获取的。知道整个集群所有节点的资源情况，对于 pod 的调度和正常运行至关重要。</p>
</li>
</ul>
<h2 id="三、kubelet-组件中的模块"><a name="三、kubelet-组件中的模块" class="anchor-navigation-ex-anchor" href="#三、kubelet-组件中的模块"><i class="fa fa-link" aria-hidden="true"></i></a>三、kubelet 组件中的模块</h2>
<p> <img src="http://cdn.tianfeiyu.com/kubelet-4.png" alt="kubelet 组件中的模块"></p>
<p>上图展示了 kubelet 组件中的模块以及模块间的划分。</p>
<ul>
<li><p>1、PLEG(Pod Lifecycle Event Generator）
PLEG 是 kubelet 的核心模块,PLEG 会一直调用 container runtime 获取本节点 containers/sandboxes 的信息，并与自身维护的 pods cache 信息进行对比，生成对应的 PodLifecycleEvent，然后输出到 eventChannel 中，通过 eventChannel 发送到 kubelet syncLoop 进行消费，然后由 kubelet syncPod 来触发 pod 同步处理过程，最终达到用户的期望状态。</p>
</li>
<li><p>2、cAdvisor
cAdvisor（<a href="https://github.com/google/cadvisor）是" target="_blank">https://github.com/google/cadvisor）是</a> google 开发的容器监控工具，集成在 kubelet 中，起到收集本节点和容器的监控信息，大部分公司对容器的监控数据都是从 cAdvisor 中获取的 ，cAvisor 模块对外提供了 interface 接口，该接口也被 imageManager，OOMWatcher，containerManager 等所使用。</p>
</li>
<li><p>3、OOMWatcher
系统 OOM 的监听器，会与 cadvisor 模块之间建立 SystemOOM,通过 Watch方式从 cadvisor 那里收到的 OOM 信号，并产生相关事件。</p>
</li>
<li><p>4、probeManager
probeManager 依赖于 statusManager,livenessManager,containerRefManager，会定时去监控 pod 中容器的健康状况，当前支持两种类型的探针：livenessProbe 和readinessProbe。
livenessProbe：用于判断容器是否存活，如果探测失败，kubelet 会 kill 掉该容器，并根据容器的重启策略做相应的处理。
readinessProbe：用于判断容器是否启动完成，将探测成功的容器加入到该 pod 所在 service 的 endpoints 中，反之则移除。readinessProbe 和 livenessProbe 有三种实现方式：http、tcp 以及 cmd。 </p>
</li>
<li><p>5、statusManager
statusManager 负责维护状态信息，并把 pod 状态更新到 apiserver，但是它并不负责监控 pod 状态的变化，而是提供对应的接口供其他组件调用，比如 probeManager。</p>
</li>
<li><p>6、containerRefManager
容器引用的管理，相对简单的Manager，用来报告容器的创建，失败等事件，通过定义 map 来实现了 containerID 与 v1.ObjectReferece 容器引用的映射。</p>
</li>
<li><p>7、evictionManager
当节点的内存、磁盘或 inode 等资源不足时，达到了配置的 evict 策略， node 会变为 pressure 状态，此时 kubelet 会按照 qosClass 顺序来驱赶 pod，以此来保证节点的稳定性。可以通过配置 kubelet 启动参数 <code>--eviction-hard=</code> 来决定 evict 的策略值。</p>
</li>
<li><p>8、imageGC
imageGC 负责 node 节点的镜像回收，当本地的存放镜像的本地磁盘空间达到某阈值的时候，会触发镜像的回收，删除掉不被 pod 所使用的镜像，回收镜像的阈值可以通过 kubelet 的启动参数 <code>--image-gc-high-threshold</code> 和 <code>--image-gc-low-threshold</code> 来设置。</p>
</li>
<li><p>9、containerGC
containerGC 负责清理 node 节点上已消亡的 container，具体的 GC 操作由runtime 来实现。</p>
</li>
<li><p>10、imageManager
调用 kubecontainer 提供的PullImage/GetImageRef/ListImages/RemoveImage/ImageStates 方法来保证pod 运行所需要的镜像。</p>
</li>
<li><p>11、volumeManager
负责 node 节点上 pod 所使用 volume 的管理，volume 与 pod 的生命周期关联，负责 pod 创建删除过程中 volume 的 mount/umount/attach/detach 流程，kubernetes 采用 volume Plugins 的方式，实现存储卷的挂载等操作，内置几十种存储插件。</p>
</li>
<li><p>12、containerManager
负责 node 节点上运行的容器的 cgroup 配置信息，kubelet 启动参数如果指定 <code>--cgroups-per-qos</code> 的时候，kubelet 会启动 goroutine 来周期性的更新 pod 的 cgroup 信息，维护其正确性，该参数默认为 <code>true</code>，实现了 pod 的Guaranteed/BestEffort/Burstable 三种级别的 Qos。</p>
</li>
<li><p>13、runtimeManager
containerRuntime 负责 kubelet 与不同的 runtime 实现进行对接，实现对于底层 container 的操作，初始化之后得到的 runtime 实例将会被之前描述的组件所使用。可以通过 kubelet 的启动参数 <code>--container-runtime</code> 来定义是使用docker 还是 rkt，默认是 <code>docker</code>。</p>
</li>
<li><p>14、podManager
podManager 提供了接口来存储和访问 pod 的信息，维持 static pod 和 mirror pods 的关系，podManager 会被statusManager/volumeManager/runtimeManager 所调用，podManager 的接口处理流程里面会调用 secretManager 以及 configMapManager。 </p>
</li>
</ul>
<p>在 v1.12 中，kubelet 组件有18个 manager：</p>
<pre class="language-"><code>certificateManager
cgroupManager
containerManager
cpuManager
nodeContainerManager
configmapManager
containerReferenceManager
evictionManager
nvidiaGpuManager
imageGCManager
kuberuntimeManager
hostportManager
podManager
proberManager
secretManager
statusManager
volumeManager
tokenManager
</code></pre><p>其中比较重要的模块后面会进行一一分析。</p>
<p>参考：</p>
<p><a href="https://juejin.im/entry/5bc71b3d6fb9a05cf23029b8" target="_blank">微软资深工程师详解 K8S 容器运行时</a></p>
<p><a href="https://cizixs.com/2016/10/25/kubernetes-intro-kubelet/" target="_blank">kubernetes 简介： kubelet 和 pod</a></p>
<p><a href="https://blog.csdn.net/jettery/article/details/78891733" target="_blank">Kubelet 组件解析</a></p>
<footer class="page-footer"><span class="copyright">Copyright © tianfeiyu 2019 all right reserved，powered by Gitbook</span><span class="footer-modification">该文件修订时间：
2019-12-29 15:13:21
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