kubernetes 简介：API Server 简介
来源：互联网 发布：知乎 英国贵族女子学校 编辑：程序博客网 时间：2024/05/04 20:48
http://cizixs.com/2016/11/07/kubernetes-intro-api-server
简介
这篇文章是整个系统的第二篇，上一篇文章讲解了 kubelet 的功能和使用。
在 kubernetes 集群中，API Server 有着非常重要的角色。API Server 负责和 etcd 交互（其他组件不会直接操作 etcd，只有 API Server 这么做），是整个 kubernetes 集群的数据中心，所有的交互都是以 API Server 为核心的。简单来说，API Server 提供了一下的功能：
- 整个集群管理的 API 接口：所有对集群进行的查询和管理都要通过 API 来进行
- 集群内部各个模块之间通信的枢纽：所有模块之前并不会之间互相调用，而是通过和 API Server 打交道来完成自己那部分的工作
- 集群安全控制：API Server 提供的验证和授权保证了整个集群的安全
在这篇教程中，我们的系统架构将变成下面这个样子：
我们把要配置的 pod 通过 kubectl 发送给 API Server，里面已经手动指定了要运行的节点。API Server 解析并保存对应的资源，对应的 kubelet 定时拉取数据时候发现 pod 是分配给自己的，会下载对应的配置并执行去生成 pod。
参数介绍
API Server 主要是和 etcd 打交道，并且对外提供 HTTP 服务，以及进行安全控制，因此它的命令行提供的参数也主要和这几个方面有关。下面是一些比较重要的参数以及说明（不同版本参数可能会有不同）：
安装和运行
API Server 是通过提供的 kube-apiserver 二进制文件直接运行的，下面的例子指定了 service 分配的 ip 范围，etcd 的地址，和对外提供服务的 ip 地址：
/usr/bin/kube-apiserver \ --service-cluster-ip-range=10.20.0.1/24 \ --etcd-servers=http://127.0.0.1:2379 \ --advertise-address=192.168.8.100 \ --bind-address=192.168.8.100 \ --insecure-bind-address=192.168.8.100 \ --v=4这篇教程不会提供对 API Server 进行 HTTPS 的配置，所有的操作都是直接通过 8080 非安全端口访问的。
直接访问 8080 端口，API Server 会返回它提供了哪些接口：
[root@localhost vagrant]# curl http://192.168.8.100:8080 { "paths": [ "/api", "/api/v1", "/apis", "/apis/apps", "/apis/apps/v1alpha1", "/apis/autoscaling", "/apis/autoscaling/v1", "/apis/batch", "/apis/batch/v1", "/apis/batch/v2alpha1", "/apis/extensions", "/apis/extensions/v1beta1", "/apis/policy", "/apis/policy/v1alpha1", "/apis/rbac.authorization.k8s.io", "/apis/rbac.authorization.k8s.io/v1alpha1", "/healthz", "/healthz/ping", "/logs/", "/metrics", "/swaggerapi/", "/ui/", "/version" ]}而目前最重要的路径是 /api/v1，里面包含了 kubernetes 所有资源的操作，比如下面的 nodes：
➜ ~ http http://192.168.8.100:8080/api/v1/nodesHTTP/1.1 200 OKContent-Length: 112Content-Type: application/jsonDate: Thu, 08 Sep 2016 08:14:45 GMT{ "apiVersion": "v1", "items": [], "kind": "NodeList", "metadata": { "resourceVersion": "12", "selfLink": "/api/v1/nodes" }}API 以 json 的形式返回，会通过 apiVersion 来说明 API 版本号，kind 说明请求的是什么资源。不过这里面的内容是空的，因为目前还没有任何 kubelet 节点接入到我们的 API Server。对应的，pod 也是空的：
➜ ~ http http://192.168.8.100:8080/api/v1/podsHTTP/1.1 200 OKContent-Length: 110Content-Type: application/jsonDate: Thu, 08 Sep 2016 08:18:53 GMT{ "apiVersion": "v1", "items": [], "kind": "PodList", "metadata": { "resourceVersion": "12", "selfLink": "/api/v1/pods" }}添加节点
添加节点也非常简单，启动 kubelet 的时候使用 --api-servers 指定要接入的 API Server 就行。kubelet 启动之后，会把自己注册到指定的 API Server，然后监听 API 对应 pod 的变化，根据 API 中 pod 的实际信息来管理节点上 pod 的生命周期。
现在访问 /api/v1/nodes 就能看到已经添加进来的节点：
➜ ~ http http://192.168.8.100:8080/api/v1/nodesHTTP/1.1 200 OKContent-Type: application/jsonDate: Thu, 08 Sep 2016 08:27:44 GMTTransfer-Encoding: chunked{ "apiVersion": "v1", "items": [ { "metadata": { "annotations": { "volumes.kubernetes.io/controller-managed-attach-detach": "true" }, "creationTimestamp": "2016-09-08T08:23:01Z", "labels": { "beta.kubernetes.io/arch": "amd64", "beta.kubernetes.io/os": "linux", "kubernetes.io/hostname": "192.168.8.100" }, "name": "192.168.8.100", "resourceVersion": "65", "selfLink": "/api/v1/nodes/192.168.8.100", "uid": "74e16eba-759d-11e6-b463-080027c09e5b" }, "spec": { "externalID": "192.168.8.100" }, "status": { "addresses": [ { "address": "192.168.8.100", "type": "LegacyHostIP" }, { "address": "192.168.8.100", "type": "InternalIP" } ], "allocatable": { "alpha.kubernetes.io/nvidia-gpu": "0", "cpu": "1", "memory": "502164Ki", "pods": "110" }, "capacity": { "alpha.kubernetes.io/nvidia-gpu": "0", "cpu": "1", "memory": "502164Ki", "pods": "110" }, "conditions": [ { "lastHeartbeatTime": "2016-09-08T08:27:36Z", "lastTransitionTime": "2016-09-08T08:23:01Z", "message": "kubelet has sufficient disk space available", "reason": "KubeletHasSufficientDisk", "status": "False", "type": "OutOfDisk" }, { "lastHeartbeatTime": "2016-09-08T08:27:36Z", "lastTransitionTime": "2016-09-08T08:23:01Z", "message": "kubelet has sufficient memory available", "reason": "KubeletHasSufficientMemory", "status": "False", "type": "MemoryPressure" }, { "lastHeartbeatTime": "2016-09-08T08:27:36Z", "lastTransitionTime": "2016-09-08T08:24:56Z", "message": "kubelet is posting ready status", "reason": "KubeletReady", "status": "True", "type": "Ready" } ], "daemonEndpoints": { "kubeletEndpoint": { "Port": 10250 } }, "images": [ { "names": [ "172.16.1.41:5000/nginx:latest" ], "sizeBytes": 425626718 }, { "names": [ "172.16.1.41:5000/hyperkube:v0.18.2" ], "sizeBytes": 207121551 }, { "names": [ "172.16.1.41:5000/etcd:v3.0.4" ], "sizeBytes": 43302056 }, { "names": [ "172.16.1.41:5000/busybox:latest" ], "sizeBytes": 1092588 }, { "names": [ "172.16.1.41:5000/google_containers/pause:0.8.0" ], "sizeBytes": 241656 } ], "nodeInfo": { "architecture": "amd64", "bootID": "48955926-11dd-4ad3-8bb0-2585b1c9215d", "containerRuntimeVersion": "docker://1.10.3", "kernelVersion": "3.10.0-123.13.1.el7.x86_64", "kubeProxyVersion": "v1.3.1-beta.0.6+fbf3f3e5292fb0", "kubeletVersion": "v1.3.1-beta.0.6+fbf3f3e5292fb0", "machineID": "b9597c4ae5f24494833d35e806e00b29", "operatingSystem": "linux", "osImage": "CentOS Linux 7 (Core)", "systemUUID": "823EB67A-057E-4EFF-AE7F-A758140CD2F7" } } } ], "kind": "NodeList", "metadata": { "resourceVersion": "65", "selfLink": "/api/v1/nodes" }}我们可以看到，kubelet 收集了很多关于自身节点的信息，这些信息也会不断更新。这些信息里面不仅包含节点的系统信息（系统架构，操作系统版本，内核版本等）、还有镜像信息（节点上有哪些已经下载的 docker 镜像）、资源信息（Memory 和 Disk 的总量和可用量）、以及状态信息（是否正常，可以分配 pod等）。
和 API Server 通信
下面我们就通过 API Server 来创建 pod，而不是像上篇文章那样用拷贝文件的方式。我们把编写的 yaml 文件转换成 json 格式，保存到文件里。主要注意的是，我们指定了 nodeName 的名字，这个名字必须和之前通过 /api/v1/nodes 得到的结果中 metadata.labels.kubernetes.io/hostname 保持一致：
[root@localhost vagrant]# cat nginx_pod.ymlapiVersion: v1kind: Podmetadata: name: nginx-serverspec: nodeName: 192.168.8.100 containers: - name: nginx-server image: 172.16.1.41:5000/nginx ports: - containerPort: 80 volumeMounts: - mountPath: /var/log/nginx name: nginx-logs - name: log-output image: 172.16.1.41:5000/busybox command: - bin/sh args: [-c, 'tail -f /logdir/access.log'] volumeMounts: - mountPath: /logdir name: nginx-logs volumes: - name: nginx-logs emptyDir: {}使用 curl 执行 POST 请求，设置头部内容为 application/json，传过去文件中的 json 值，可以看到应答(其中 status 为 pending，表示以及接收到请求，正在准备处理)：
# curl -s -X POST -H "Content-Type: application/json" http://192.168.8.100:8080/api/v1/namespaces/default/pods --data @nginx_pod.json { "kind": "Pod", "apiVersion": "v1", "metadata": { "name": "nginx-server", "namespace": "default", "selfLink": "/api/v1/namespaces/default/pods/nginx-server", "uid": "888e95d0-75a9-11e6-b463-080027c09e5b", "resourceVersion": "573", "creationTimestamp": "2016-09-08T09:49:28Z" }, "spec": { "volumes": [ { "name": "nginx-logs", "emptyDir": {} } ], "containers": [ { "name": "nginx-server", "image": "172.16.1.41:5000/nginx", "ports": [ { "containerPort": 80, "protocol": "TCP" } ], "resources": {}, "volumeMounts": [ { "name": "nginx-logs", "mountPath": "/var/log/nginx" } ], "terminationMessagePath": "/dev/termination-log", "imagePullPolicy": "Always" } ], "restartPolicy": "Always", "terminationGracePeriodSeconds": 30, "dnsPolicy": "ClusterFirst", "nodeName": "192.168.8.100", "securityContext": {} }, "status": { "phase": "Pending" }}返回中包含了我们提交 pod 的信息，并且添加了 status、metadata 等额外信息。
等一段时间去查询 pod，就可以看到 pod 的状态已经更新了：
➜ http http://192.168.8.100:8080/api/v1/namespaces/default/podsHTTP/1.1 200 OKContent-Type: application/jsonDate: Thu, 08 Sep 2016 09:51:29 GMTTransfer-Encoding: chunked{ "apiVersion": "v1", "items": [ { "metadata": { "creationTimestamp": "2016-09-08T09:49:28Z", "name": "nginx-server", "namespace": "default", "resourceVersion": "592", "selfLink": "/api/v1/namespaces/default/pods/nginx-server", "uid": "888e95d0-75a9-11e6-b463-080027c09e5b" }, "spec": { "containers": [ { "image": "172.16.1.41:5000/nginx", "imagePullPolicy": "Always", "name": "nginx-server", "ports": [ { "containerPort": 80, "protocol": "TCP" } ], "resources": {}, "terminationMessagePath": "/dev/termination-log", "volumeMounts": [ { "mountPath": "/var/log/nginx", "name": "nginx-logs" } ] }, { "args": [ "-c", "tail -f /logdir/access.log" ], "command": [ "bin/sh" ], "image": "172.16.1.41:5000/busybox", "imagePullPolicy": "Always", "name": "log-output", "resources": {}, "terminationMessagePath": "/dev/termination-log", "volumeMounts": [ { "mountPath": "/logdir", "name": "nginx-logs" } ] } ], "dnsPolicy": "ClusterFirst", "nodeName": "192.168.8.100", "restartPolicy": "Always", "securityContext": {}, "terminationGracePeriodSeconds": 30, "volumes": [ { "emptyDir": {}, "name": "nginx-logs" } ] }, "status": { "conditions": [ { "lastProbeTime": null, "lastTransitionTime": "2016-09-08T09:49:28Z", "status": "True", "type": "Initialized" }, { "lastProbeTime": null, "lastTransitionTime": "2016-09-08T09:49:44Z", "status": "True", "type": "Ready" }, { "lastProbeTime": null, "lastTransitionTime": "2016-09-08T09:49:44Z", "status": "True", "type": "PodScheduled" } ], "containerStatuses": [ { "containerID": "docker://8b79eeea60f27b6d3f0a19cbd1b3ee3f83709bcf56574a6e1124c69a6376972d", "image": "172.16.1.41:5000/busybox", "imageID": "docker://sha256:8c566faa3abdaebc33d40c1b5e566374c975d17754c69370f78c00c162c1e075", "lastState": {}, "name": "log-output", "ready": true, "restartCount": 0, "state": { "running": { "startedAt": "2016-09-08T09:49:43Z" } } }, { "containerID": "docker://96e64cdba7b05d4e30710a20e958ff5b8f1f359c8d16d32622b36f0df0cb353c", "image": "172.16.1.41:5000/nginx", "imageID": "docker://sha256:51d764c1fd358ce81fd0e728436bd0175ff1f3fd85fc5d1a2f9ba3e7dc6bbaf6", "lastState": {}, "name": "nginx-server", "ready": true, "restartCount": 0, "state": { "running": { "startedAt": "2016-09-08T09:49:36Z" } } } ], "hostIP": "192.168.8.100", "phase": "Running", "podIP": "172.17.0.2", "startTime": "2016-09-08T09:49:28Z" } } ], "kind": "PodList", "metadata": { "resourceVersion": "602", "selfLink": "/api/v1/namespaces/default/pods" }}可以看到 pod 已经在运行，并且给分配了 ip：172.17.0.2，通过 curl 也可以访问它的服务：
[root@localhost vagrant]# curl -s http://172.17.0.2 | head -n 5<!DOCTYPE html><html><head><title>Welcome to nginx on Debian!</title><style>关于 API Server 提供的所有接口，可以参考官方的 [API 文档][http://kamalmarhubi.com/blog/2015/09/06/kubernetes-from-the-ground-up-the-api-server/]。
kubectl 命令
理论上，所有 kubernetes 提供的功能都能够直接通过 HTTP API 交互来实现，但是你也看到了，非常复杂。因此 kubernetes 提供了另外了 kubectl 命令行，它封装了 HTTP API 的交互过程，通过一系列的子命令来操作资源。比如我们上面创建 pod 的过程就可以通过
kubectl create -f nginx_pod.yml一行命令实现，查看 pod 的信息也很简单：
kubectl -s http://ip:8080 get pods删除已经创建的 pod，可以使用 delete 命令：
kubectl delete pods/nginx-serverkubectl 的用法也有详细的官方文档，这里就不多说了。
参考资料
- Kubernetes from the ground up: the API server
- kubernetes API 文档：swagger-ui
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