K8s-kube-apiserver(Overview)

基于1.25

什么是Kube-apiserver

kube-apiserver是K8s控制面的组件之一

主要提供集群管理的RESTAPI接口，包括认证授权、数据校验、配置变更
只有kube-apiserver才能直接操作etcd集群中的数据

Pod创建的关键流程：

用户通过客户端向kube-apiserver发起Pod请求
kube-apiserver验证请求的有效性，并将其持久化保存到etcd集群
kube- schedule基于Watch机制感知到新Pod创建的事件
kube- schedule执行调度算法
kube-apiserver验证Bind请求，将结果持久化道etcd集群
kubelet基于Watch机制感知到Pod完成绑定事件
kubelet对应节点的容器运行时交互，启动容器，并向kube-apiserver上报Pod的运行状态
kube-apiserver将Pod的最新状态持久化到etcd集群
用户通过客户端向kube-apiserver发起Pod查询请求

网络通信框架

kube-apiserver基于HTTP对外服务，REST接口基于go-restful对外暴露服务

go-restful

Container:相当于HTTP Server，每个Container对象需要绑定监听地址
WebService：表示一组服务，一般同种类型的服务会放到一个Web Service中
Route：表示路由，负责根据请求的URL和Method进行路由和回调func

核心原理：

把Container收到的HTTP请求分发给WebService，Web Service匹配到路由请求对应的Handler处理

Ref:https://github.com/emicklei/go-restful/blob/bcbb0e63c09b769909ffcf9a1b3c0a35a1cb284b/container.go#L208

...
	func() {
		c.webServicesLock.RLock()
		defer c.webServicesLock.RUnlock()
		webService, route, err = c.router.SelectRoute(
			c.webServices,
			httpRequest)
	}()
...

Protobuf序列化

Protocol Buffers是无关语言、平台的可拓展序列化数据结构，可用于网络通信协议、数据存储等场景。

ProtoBuf使用二进制字节流编码，比JSON、XML等文本，序列化结构更小
使用Protobuf需要通过Protobuf IDL进行定义
go-to-protobuf主要通过代码生成器tag等形式识别

基础类tags

基础类Tags（protobuf=true/false)决定是否生产Protobuf相关代码

// 支持生产该类的Protobuf IDL
// +protobuf=true
// 不支持生产该类的Protobuf IDL
// +protobuf=false
// 生成该类结构体生成指针类型，运行值为nil，适用于map或者slice
// +protobuf.nullable=true

-代表不生成
+代表生成
go-to-protobuf支持--packages生成代码露肩
默认情况下，K8s给// +k8s:protobuf-gen=package没明显使用+protobuf=false生成代码

引用类tags

引用类Tags可以引用另外一个结构体

// +protobuf.as=Timestamp

嵌入类tags

嵌入类tags可以为结构体嵌入一个类型

// +protobuf.embed=string

选项类tags

可以设置消息生成的结构

// 不为当前结构体生成String func
// +protobuf.options.(gogoproto_stringer)=false
// 不为当前结构体生成 Marshal、MarshaTo、Size、Unmarshal func
// +protobuf.options.marshal=false

go-to-protobuf的使用

# 编译
make all WHAT=vendor/k8s.io/code-generateor/cmd/go-to-protobuf
# 提供protoc-gen-gogo工具
make all WHAT=vendor/k8s.io/code-generateor/cmd/go-to-protobuf/protoc-gen-gogo

参数名称	说明
–proto-import	核心.proto文件的搜索路径，可以多次指定，说明目录按顺序搜索
–package	输入源，以逗号分隔的包路径
–go-header-file	指定boilerplate header文本文件，生成的代码附带文件的许可证

架构设计

主要分为三种HTTP Server构成：

APIExtensionServer：API拓展服务，主要负责CRD的发现与注册，实现处理CRD和CR的REST请求
KubeAPIServer：API核心服务，主要负责处理系统内置资源对象的REST请求
AggregatorServer：API聚合服务，主要负责AA（APIAggergator）聚合服务，允许开发者通过自定义APIServer服务拓展原生kube-apiserver的功能
- metrics-server就是一个AA的方法赋予的K8s核心监控指标聚合查询的能力