kubernetes:kube-apiserver 系列文章:

0. 前言

上几篇文章介绍了 kubernetes 的核心数据结构 schemeKubernetes:kube-apiserver 的启动流程。在启动流程篇中重点关注的是启动的核心逻辑,并没有关注 kube-apiserver 和外部组件的交互。

而,交互是非常必要的,其定义了边界和依赖。

Kubernetes 架构图可以看出,kube-apiserver 是唯一和 etcd 交互的组件。因此,这里将 kube-apiserveretcd 交互的部分单独拿出来加以介绍,做到知其然,知其所以然。

1. 使用 etcd

既然是交互,首先需要了解的是怎么用交互的组件。这里同 kube-apiserver 交互的是大名鼎鼎的 etcd,不需要多介绍它。

仅给出示例:

package main

import (
"context"
"fmt"
"log"
"time" "go.etcd.io/etcd/clientv3"
) func main() {
cli, err := clientv3.New(clientv3.Config{
Endpoints: []string{"127.0.0.1:2379"},
DialTimeout: time.Second * 5,
})
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
fmt.Println("connect to etcd success.")
defer cli.Close() // lease with 5 second
resp, err := cli.Grant(context.TODO(), 5)
if err != nil {
log.Fatal(err)
} // delete key:name after expire of lease
_, err = cli.Put(context.TODO(), "name", "hxia", clientv3.WithLease(resp.ID))
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
}

详细内容可参考 go-by-example: etcdQuickstart

2. kube-apiserver 和 etcd

顺序看 kube-apiserveretcd 的交互是非常复杂的,容易头晕。这里,逆序的看 kube-apiserveretcd 的交互。首先,找到它们在哪里交互的,接着从这一点开始发散,摸清整体脉络。

那么,它们在哪里交互的呢?这个问题不难回答,在 handler。作为 RESTful API 的处理单元,handler 内定义了 kube-apiserveretcd 的交互。

以处理 GEThandler 为例:

# kubernetes/vendor/k8s.io/apiserver/pkg/endpoints/installer.go
func (a *APIInstaller) registerResourceHandlers(path string, storage rest.Storage, ws *restful.WebService) (*metav1.APIResource, *storageversion.ResourceInfo, error) {
switch action.Verb {
case "GET": // Get a resource.
var handler restful.RouteFunction
if isGetterWithOptions {
handler = restfulGetResourceWithOptions(getterWithOptions, reqScope, isSubresource)
} else {
handler = restfulGetResource(getter, reqScope)
} route := ws.GET(action.Path).To(handler).
Doc(doc).
Param(ws.QueryParameter("pretty", "If 'true', then the output is pretty printed.")).
Operation("read"+namespaced+kind+strings.Title(subresource)+operationSuffix).
Produces(append(storageMeta.ProducesMIMETypes(action.Verb), mediaTypes...)...).
Returns(http.StatusOK, "OK", producedObject).
Writes(producedObject) addParams(route, action.Params)
routes = append(routes, route)
}
}

进入 restfulGetResourcehandler 是怎么创建的。

func restfulGetResource(r rest.Getter, scope handlers.RequestScope) restful.RouteFunction {
return func(req *restful.Request, res *restful.Response) {
handlers.GetResource(r, &scope)(res.ResponseWriter, req.Request)
}
} // GetResource returns a function that handles retrieving a single resource from a rest.Storage object.
func GetResource(r rest.Getter, scope *RequestScope) http.HandlerFunc {
return getResourceHandler(scope,
func(ctx context.Context, name string, req *http.Request) (runtime.Object, error) {
...
return r.Get(ctx, name, &options)
})
} // Getter is an object that can retrieve a named RESTful resource.
type Getter interface {
// Get finds a resource in the storage by name and returns it.
// Although it can return an arbitrary error value, IsNotFound(err) is true for the
// returned error value err when the specified resource is not found.
Get(ctx context.Context, name string, options *metav1.GetOptions) (runtime.Object, error)
}

可以看到:

  1. restfulGetResource 返回一个路由函数,路由函数内包含传递给 restfulGetResourcegetter 对象。
  2. 返回的路由函数内,调用的是 getterGet 方法获取资源对象 runtime.Object。这里的 getter 是实现 Getter 接口的对象。

基于上述分析,现在重点就变成 getter 调用的 Get 具体做了什么。通过逐级向上追溯,找到了 Getter 接口的实例对象 customResourceDefinitionStorage

# kubernetes/vendor/k8s.io/apiextensions-apiserver/pkg/apiserver/apiserver.go
func (c completedConfig) New(delegationTarget genericapiserver.DelegationTarget) (*CustomResourceDefinitions, error) {
if resource := "customresourcedefinitions"; apiResourceConfig.ResourceEnabled(v1.SchemeGroupVersion.WithResource(resource)) {
// 调用 NetREST 创建资源实体 customResourceDefinitionStorage
customResourceDefinitionStorage, err := customresourcedefinition.NewREST(Scheme, c.GenericConfig.RESTOptionsGetter)
if err != nil {
return nil, err
}
storage[resource] = customResourceDefinitionStorage
storage[resource+"/status"] = customresourcedefinition.NewStatusREST(Scheme, customResourceDefinitionStorage)
}
} func NewREST(scheme *runtime.Scheme, optsGetter generic.RESTOptionsGetter) (*REST, error) {
strategy := NewStrategy(scheme) store := &genericregistry.Store{
...
}
options := &generic.StoreOptions{RESTOptions: optsGetter, AttrFunc: GetAttrs}
if err := store.CompleteWithOptions(options); err != nil {
return nil, err
}
return &REST{store}, nil
}

接口的实例对象找到了,继续看实例对象的 Get 做了什么。

# kubernetes/vendor/k8s.io/apiextensions-apiserver/pkg/registry/customresourcedefinition/etcd.go
// rest implements a RESTStorage for API services against etcd
type REST struct {
*genericregistry.Store
} # kubernetes/vendor/k8s.io/apiserver/pkg/registry/generic/registry/store.go
type Store struct {
Storage DryRunnableStorage
} # kubernetes/vendor/k8s.io/apiserver/pkg/registry/generic/registry/dryrun.go
type DryRunnableStorage struct {
Storage storage.Interface
Codec runtime.Codec
} # kubernetes/vendor/k8s.io/apiserver/pkg/registry/generic/registry/store.go
// Get retrieves the item from storage.
func (e *Store) Get(ctx context.Context, name string, options *metav1.GetOptions) (runtime.Object, error) {
obj := e.NewFunc()
key, err := e.KeyFunc(ctx, name)
if err != nil {
return nil, err
}
if err := e.Storage.Get(ctx, key, storage.GetOptions{ResourceVersion: options.ResourceVersion}, obj); err != nil {
return nil, storeerr.InterpretGetError(err, e.qualifiedResourceFromContext(ctx), name)
}
if e.Decorator != nil {
e.Decorator(obj)
}
return obj, nil
} # kubernetes/vendor/k8s.io/apiserver/pkg/registry/generic/registry/dryrun.go
func (s *DryRunnableStorage) Get(ctx context.Context, key string, opts storage.GetOptions, objPtr runtime.Object) error {
return s.Storage.Get(ctx, key, opts, objPtr)
}

REST 对象包含 *genericregistry.Store,其继承了 StoreGet 方法。在 Store.Get 方法内,通过 e.Storage.Get 调用 DryRunnableStorageGet 方法。实际是通过 DryRunnableStorage 内的 Storage 存储接口调用 Get 方法,从而访问 etcd

DryRunnableStorage.Storage 是一个接口,它的实体对象是什么呢?

还是从资源实体入手,看 REST{store} 是如何实例化的。

// NewREST returns a RESTStorage object that will work against API services.
func NewREST(scheme *runtime.Scheme, optsGetter generic.RESTOptionsGetter) (*REST, error) {
strategy := NewStrategy(scheme) store := &genericregistry.Store{
...
}
options := &generic.StoreOptions{RESTOptions: optsGetter, AttrFunc: GetAttrs}
// 进入 CompleteWithOptions
if err := store.CompleteWithOptions(options); err != nil {
return nil, err
}
return &REST{store}, nil
} func (e *Store) CompleteWithOptions(options *generic.StoreOptions) error {
if e.Storage.Storage == nil {
e.Storage.Storage, e.DestroyFunc, err = opts.Decorator(
opts.StorageConfig,
prefix,
keyFunc,
e.NewFunc,
e.NewListFunc,
attrFunc,
options.TriggerFunc,
options.Indexers,
)
}
}

看到这里,已经知道哪里实例化的 storage.Interface 对象了。这里的 opts.Decorator 是一个装饰函数。接着,继续探案,看这个装饰函数干了什么,知道它干了什么就能挖出来最关键的一环,存储接口是怎么访问 etcd 的。

# kubernetes/vendor/k8s.io/apiserver/pkg/registry/generic/registry/store.go
func (e *Store) CompleteWithOptions(options *generic.StoreOptions) error {
// 通过 options.RESTOptions.GetRESTOptions 实例化 opts
// options.RESTOptions 是满足 RESTOptionsGetter 接口的实例
opts, err := options.RESTOptions.GetRESTOptions(e.DefaultQualifiedResource)
if err != nil {
return err
}
} # kubernetes/vendor/k8s.io/apiserver/pkg/registry/generic/options.go
type RESTOptionsGetter interface {
GetRESTOptions(resource schema.GroupResource) (RESTOptions, error)
} func NewREST(scheme *runtime.Scheme, optsGetter generic.RESTOptionsGetter) (*REST, error) {
strategy := NewStrategy(scheme) store := &genericregistry.Store{
...
}
// 创建 options
options := &generic.StoreOptions{RESTOptions: optsGetter, AttrFunc: GetAttrs}
// 将 options 作为参数传递给 Store.CompleteWithOptions
if err := store.CompleteWithOptions(options); err != nil {
return nil, err
}
return &REST{store}, nil
} func (c completedConfig) New(delegationTarget genericapiserver.DelegationTarget) (*CustomResourceDefinitions, error) {
if resource := "customresourcedefinitions"; apiResourceConfig.ResourceEnabled(v1.SchemeGroupVersion.WithResource(resource)) {
customResourceDefinitionStorage, err := customresourcedefinition.NewREST(Scheme, c.GenericConfig.RESTOptionsGetter)
if err != nil {
return nil, err
}
storage[resource] = customResourceDefinitionStorage
storage[resource+"/status"] = customresourcedefinition.NewStatusREST(Scheme, customResourceDefinitionStorage)
}
}

可以看到,c.GenericConfig.RESTOptionsGetter 即为 optsGetter,调用 c.GenericConfig.RESTOptionsGetterGetRESTOptions 得到 RESTOptions

c.GenericConfig.RESTOptionsGetter 在哪里实例化的呢?

还记得前面创建通用配置的 BuildGenericConfig 吗?在该函数内,实例化了 c.GenericConfig.RESTOptionsGetter

# kubernetes/pkg/controlplane/apiserver/config.go
func BuildGenericConfig(
s controlplaneapiserver.CompletedOptions,
schemes []*runtime.Scheme,
getOpenAPIDefinitions func(ref openapicommon.ReferenceCallback) map[string]openapicommon.OpenAPIDefinition,
){
storageFactoryConfig := kubeapiserver.NewStorageFactoryConfig()
storageFactoryConfig.APIResourceConfig = genericConfig.MergedResourceConfig
storageFactory, lastErr = storageFactoryConfig.Complete(s.Etcd).New()
if lastErr != nil {
return
}
if lastErr = s.Etcd.ApplyWithStorageFactoryTo(storageFactory, genericConfig); lastErr != nil {
return
}
} func (s *EtcdOptions) ApplyWithStorageFactoryTo(factory serverstorage.StorageFactory, c *server.Config) error {
c.RESTOptionsGetter = s.CreateRESTOptionsGetter(factory, c.ResourceTransformers)
return nil
} func (s *EtcdOptions) CreateRESTOptionsGetter(factory serverstorage.StorageFactory, resourceTransformers storagevalue.ResourceTransformers) generic.RESTOptionsGetter {
if resourceTransformers != nil {
factory = &transformerStorageFactory{
delegate: factory,
resourceTransformers: resourceTransformers,
}
}
return &StorageFactoryRestOptionsFactory{Options: *s, StorageFactory: factory}
}

过程也不复杂,可以看到,RESTOptionsGetter 接口的实例化对象是 &StorageFactoryRestOptionsFactory

调用 c.GenericConfig.RESTOptionsGetterGetRESTOptions 实际调用的是 StorageFactoryRestOptionsFactory.GetRESTOptions

func (f *StorageFactoryRestOptionsFactory) GetRESTOptions(resource schema.GroupResource) (generic.RESTOptions, error) {
ret := generic.RESTOptions{
StorageConfig: storageConfig,
Decorator: generic.UndecoratedStorage,
DeleteCollectionWorkers: f.Options.DeleteCollectionWorkers,
EnableGarbageCollection: f.Options.EnableGarbageCollection,
ResourcePrefix: f.StorageFactory.ResourcePrefix(resource),
CountMetricPollPeriod: f.Options.StorageConfig.CountMetricPollPeriod,
StorageObjectCountTracker: f.Options.StorageConfig.StorageObjectCountTracker,
} return ret, nil
}

RESTOptions 中包含了 Decorator 的创建,这里我们的重点是 Decorator,进入 generic.UndecoratedStorage 看它是怎么一个函数。

# kubernetes/vendor/k8s.io/apiserver/pkg/registry/generic/storage_decorator.go
func UndecoratedStorage(
config *storagebackend.ConfigForResource,
resourcePrefix string,
keyFunc func(obj runtime.Object) (string, error),
newFunc func() runtime.Object,
newListFunc func() runtime.Object,
getAttrsFunc storage.AttrFunc,
trigger storage.IndexerFuncs,
indexers *cache.Indexers) (storage.Interface, factory.DestroyFunc, error) {
return NewRawStorage(config, newFunc, newListFunc, resourcePrefix)
} func NewRawStorage(config *storagebackend.ConfigForResource, newFunc, newListFunc func() runtime.Object, resourcePrefix string) (storage.Interface, factory.DestroyFunc, error) {
return factory.Create(*config, newFunc, newListFunc, resourcePrefix)
} # kubernetes/vendor/k8s.io/apiserver/pkg/storage/storagebackend/factory/factory.go
func Create(c storagebackend.ConfigForResource, newFunc, newListFunc func() runtime.Object, resourcePrefix string) (storage.Interface, DestroyFunc, error) {
switch c.Type {
case storagebackend.StorageTypeETCD2:
return nil, nil, fmt.Errorf("%s is no longer a supported storage backend", c.Type)
case storagebackend.StorageTypeUnset, storagebackend.StorageTypeETCD3:
return newETCD3Storage(c, newFunc, newListFunc, resourcePrefix)
default:
return nil, nil, fmt.Errorf("unknown storage type: %s", c.Type)
}
} # kubernetes/vendor/k8s.io/apiserver/pkg/storage/storagebackend/factory/etcd3.go
func newETCD3Storage(c storagebackend.ConfigForResource, newFunc, newListFunc func() runtime.Object, resourcePrefix string) (storage.Interface, DestroyFunc, error) {
client, err := newETCD3Client(c.Transport)
if err != nil {
stopCompactor()
return nil, nil, err
} client.KV = etcd3.NewETCDLatencyTracker(client.KV) return etcd3.New(client, c.Codec, newFunc, newListFunc, c.Prefix, resourcePrefix, c.GroupResource, transformer, c.Paging, c.LeaseManagerConfig), destroyFunc, nil
} // New returns an etcd3 implementation of storage.Interface.
func New(c *clientv3.Client, codec runtime.Codec, newFunc, newListFunc func() runtime.Object, prefix, resourcePrefix string, groupResource schema.GroupResource, transformer value.Transformer, pagingEnabled bool, leaseManagerConfig LeaseManagerConfig) storage.Interface {
return newStore(c, codec, newFunc, newListFunc, prefix, resourcePrefix, groupResource, transformer, pagingEnabled, leaseManagerConfig)
} func newStore(c *clientv3.Client, codec runtime.Codec, newFunc, newListFunc func() runtime.Object, prefix, resourcePrefix string, groupResource schema.GroupResource, transformer value.Transformer, pagingEnabled bool, leaseManagerConfig LeaseManagerConfig) *store {
s := &store{
client: c,
codec: codec,
versioner: versioner,
transformer: transformer,
pagingEnabled: pagingEnabled,
pathPrefix: pathPrefix,
groupResource: groupResource,
groupResourceString: groupResource.String(),
watcher: w,
leaseManager: newDefaultLeaseManager(c, leaseManagerConfig),
}
return s
}

上述代码基本都是函数的顺序调用,不用介绍太多。

可以看到 opts.Decorator 做的事情是实例化了一个访问 etcd 的接口实例 storestore 中存储了访问 etcdclientclient 是通过 newETCD3Client(c.Transport) 创建的。

到这里,基本破案了。访问 etcd 实际是通过 storeetcd 进行交互。这里的 store 只是存储了 client 并没有实际访问,实际访问在 handler

再回头看 DryRunnableStorage.Get 方法内的 s.Storage.Get 即可知道其调用的是 storeGet 方法。

# kubernetes/vendor/k8s.io/apiserver/pkg/registry/generic/registry/dryrun.go
func (s *DryRunnableStorage) Get(ctx context.Context, key string, opts storage.GetOptions, objPtr runtime.Object) error {
return s.Storage.Get(ctx, key, opts, objPtr)
} # kubernetes/vendor/k8s.io/apiserver/pkg/storage/etcd3/store.go
// Get implements storage.Interface.Get.
func (s *store) Get(ctx context.Context, key string, opts storage.GetOptions, out runtime.Object) error {
preparedKey, err := s.prepareKey(key)
if err != nil {
return err
}
startTime := time.Now()
// 通过 client 访问 key 对应的 value
getResp, err := s.client.KV.Get(ctx, preparedKey) kv := getResp.Kvs[0] data, _, err := s.transformer.TransformFromStorage(ctx, kv.Value, authenticatedDataString(preparedKey))
if err != nil {
return storage.NewInternalError(err.Error())
} err = decode(s.codec, s.versioner, data, out, kv.ModRevision)
if err != nil {
recordDecodeError(s.groupResourceString, preparedKey)
return err
}
return nil
}

最后,通过本文介绍了 kube-apiserveretcd 的交互。下一步将重点介绍 kube-apiserver 是怎么做鉴权,认证和准入机制的。


Kubernetes:kube-apiserver 和 etcd 的交互的更多相关文章

  1. 【kubectl 原理】kubectl 命令执行的时候究竟发生了什么(kubectl、apiserver、etcd)

    参考: https://www.yangcs.net/posts/what-happens-when-k8s/ 总而言之,kubectl命令执行的时候,先在本地封装请求,然后过kube-apiserv ...

  2. ETCD:与etcd进行交互

    原文地址:Interacting with etcd 与etcd进行交互 用户更多的是通过putting或者是getting从etcd获取一个键对应的值.这一部分描述了如何通过etcdctl做这些工作 ...

  3. kubernetes的apiserver

    1. API Server简介 k8s API Server提供了k8s各类资源对象(pod,RC,Service等)的增删改查及watch等HTTP Rest接口,是整个系统的数据总线和数据中心. ...

  4. kubernetes 集群安装etcd集群,带证书

    install etcd 准备证书 https://www.kubernetes.org.cn/3096.html 在master1需要安装CFSSL工具,这将会用来建立 TLS certificat ...

  5. 高可用Kubernetes集群-3. etcd高可用集群

    五.部署高可用etcd集群 etcd是key-value存储(同zookeeper),在整个kubernetes集群中处于中心数据库地位,以集群的方式部署,可有效避免单点故障. 这里采用静态配置的方式 ...

  6. Kubernetes master无法加入etcd 集群解决方法

    背景:一台master磁盘爆了导致k8s服务故障,重启之后死活kubelet起不来,于是老哥就想把它给reset掉重新join,接着出现如下报错提示是说etcd集群健康检查未通过: error exe ...

  7. 【云原生 · Kubernetes】apiserver高可用

    个人名片: 因为云计算成为了监控工程师‍ 个人博客:念舒_C.ying CSDN主页️:念舒_C.ying 7.1 高可用选型 ipvs+keepalived nginx+keepalived hap ...

  8. rancher v2.2.4创建kubernetes集群出现[etcd] Failed to bring up Etcd Plane: [etcd] Etcd Cluster is not healthy

    主机:rancher(172.16.2.17),master(172.16.2.95),node01(172.16.2.234),node02(172.16.2.67) 问题:开始是用的rancher ...

  9. 使用minukube部署kubernetes admission webhook实现etcd pod安全删除

    本需求来自于一道面试题

  10. 使用Minikube部署本地Kubernetes集群(二十八)

    前言 使用Minikube部署本地k8s集群相对比较简单,非常推荐将其用于本地k8s开发环境,唯一麻烦点的仅仅是网络问题. 在本篇教程中,我们使用了国内的镜像来完成本地k8s集群的搭建.如果搭建过程中 ...

随机推荐

  1. C语言基础--字符串

    文章目录 前言 一.数组 1.一维数组的创建 2.数组的索引 3.数组的调用 3.1 单个输出 3.2多个输出 二.字符串的创建 1.字符串的创建 2.字符串的输出 三.总结 前言 C语言中,有整型. ...

  2. 大白话讲讲 Go 语言的 sync.Map(一)

    阅读本文大约需要 4.25 分钟. 程序是枯燥乏味的. 在讲 sync.Map 之前,我们先说说什么是 map(映射). 我们每个人都有身份证号码,如果我需要从身份证号码查到对应的姓名,用 map 存 ...

  3. Ubuntu16.04配置NTP时间同步

    环境 查看系统版本:lsb_release -a 名词解释 PDT是指太平洋夏令时(Pacific Daylight Time),是美国西部地区和加拿大的一部分地区使用的时区.它位于UTC-7和UTC ...

  4. 代码随想录贪心专题-day1

    35. 分发糖果 n 个孩子站成一排.给你一个整数数组 ratings 表示每个孩子的评分. 你需要按照以下要求,给这些孩子分发糖果: 每个孩子至少分配到 1 个糖果. 相邻两个孩子评分更高的孩子会获 ...

  5. GSAP 基础

    GreenSock Animation Platform (GSAP) 是一个业界知名的动画库,它被1100多万个网站使用,有超过50%的获奖的网站都是用了它.不管是在原生环境中,还是任意的框架中,你 ...

  6. VIM编辑器和Shell命令脚本

    注意:在Linux中一切皆文件,而配置一个服务就是在修改其配置文件的参数. VIM编辑器有三种模式: 命令模式:控制光标移动,可对文本进行复制.粘贴.删除和查找等工作 在该模式下不能对文件直接编辑,可 ...

  7. Docker本地搭建个人企业私有云盘seafile搭建(完美解决ONLYOFFICE无法预览的情况)

    seafile搭建 #创建存放路径 mkdir -p /media/megrez/data/seafile/seafile-mysql/db mkdir -p /media/megrez/data/s ...

  8. tcpdump抓指定端口/ip的数据包

    抓指定端口,这里以7070端口为例 tcpdump -i ens192 port 7070 -s 0 -l -A -w /chris/70.pcap ens192是网卡  抓完ctrl c停止 抓指定 ...

  9. maxwell数据抓取工具

    前言 maxwell是一款开源MySQL数据抓取工具,可以读取MySQL的binlog,然后转换成json并输出到kafka.redis等消息队列中. bin/maxwell,用于增量抓取 bin/m ...

  10. 使用 AutoGPTQ 和 transformers 让大语言模型更轻量化

    大语言模型在理解和生成人类水平的文字方面所展现出的非凡能力,正在许多领域带来应用上的革新.然而,在消费级硬件上训练和部署大语言模型的需求也变得越来越难以满足. Hugging Face 的核心使命是 ...