一.各组件功能说明
kubernetes集群是由两种节点构成，包含Master节点和工作节点。
其中Master节点中主要有三个重要的组件：
- kube-apiserver：负责响应用户的管理请求，进行指挥协调等工作。
- kube-scheduler：资源调度，负责决定将Pod放在哪个Node上运行。
- kube-controller-manager：负责管理集群各种资源，保证资源处于预期的状态。
工作节点运行两个重要组件，分别为kubelet和kube-proxy： - kubelet：kubelet是node的agent，当kube-scheduler确定在某个Node上运行Pod后，会将Pod的具体配置信息(image，volume等)发送给该节点的kubelet，kubelet会根据这么信息创建和运行容器，并向Master节点报告运行状态。
- kube-proxy：service在逻辑上代表了后端的多个Pod，外部通过service访问Pod，service接收到请求就需要kube-proxy转发到Pod。每个Node上都会运行kube-proxy服务，负责将访问的service的TCP/UDP数据流转发到后端的容器。如果有多个副本，kube-proxy会实现负载均衡，这里有两种实现方式：LVS或者Iptables。
这里要了解kubernetes的创建POD的详细流程，我们首先需要了解各组件的功能，这里就kubernetes的组件进行具体说明。
1.1 kube-apiserver
kube-apiserver提供kubernetes所有资源增删改查的唯一入口，也是集群控制的入口，提供HTTP/HTTPS restful的接口，完成集群管理、资源配额、访问控制、认证授权以及对etcd的操作。
1.2 kube-controller-manager
kube-controller-manager负责管理集群各种资源，保证资源处于预期的状态。kube-controller-manager由多种controller-manager组成，包括replication controller、endpoints controller、namespace controller、serviceaccounts controller等。由kube-controller-manager完成的主要功能包括生命周期功能和API业务逻辑，具体如下：
- 生命周期功能：包括Namespace创建和生命周期、Event垃圾回收、Pod终止相关的垃圾回收、级联垃圾回收及Node垃圾回收等。
- API业务逻辑：例如由ReplicaSet执行的Pod扩展等。
1.3 kube-scheduler
资源调度，负责决定将Pod放到哪个Node上运行。kube-scheduler在调度时会对集群的结构进行分析，当前各个节点的负载，以及应用对高可用、性能等方面的需求。
1.4 kubelet
kubelet是Node的agent，当kube-scheduler确定在某个Node上运行Pod后，会将Pod的具体配置信息(image、volume等)发送给该节点的kubelet，kubelet会根据这些信息创建和运行容器，并向master节点报告运行状态。
1.5 kube-proxy
将到service的访问转发到后端的多个Pod实例上，维护路由信息。对于每一个TCP类型的kubernetes service，kube-proxy会在本地建立一个socketserver来负责均衡算法，使用rr负载均衡算法。
1.6 etcd
负责保存kubernetes集群的配置信息和各种资源的状态信息。当数据发生变化时，kubernetes会快速通知kubernetes相关组件。etcd是一个独立的服务组件，并不隶属kubernetes集群。生产环境中etcd应以集群方式运行，以确保服务的可用性。
etcd不仅仅提供键值数据存储，而且还为其提供了监听(watch)机制，用于监听和推送变更。在kubenetes集群系统中，etcd的键值发生变化会通知到kube-apiserver，并由其通过watch API向客户端输出。
二.集群各组件间的交互
kubernetes作为所有资源增删改查的唯一入口，各组件均以list-watch的方式kube-apiserver发送请求。为减少kube-apiserver的压力，各组件都采用缓存来缓存数据。功能模块在某些情况下不直接访问kube-apiserver，而是通过访问缓存来间接访问kube-apiserver。
2.1 kubelet与kube-apiserver交互
每个Node上的kubelet在每个时间周期，就会调用kube-apiserver的REST接口来报告自身状态。kubelet通过watch接口，监听pod信息、监听创建、删除、修改实践。
2.2 kube-scheduler与kube-apiserver交互
kube-scheduler通过kube-apiserver的watch接口来监听，监听到新建副本后，检索所有符合该Pod要求的Node列表，开始执行Pod调度，调度成功后将Pod绑定到具体节点。
2.3 kube-controller-manager和kube-apiserver
kube-controller-manager中包含多个controller，举例：Node Controller模块通过kube-apiserver提供的watch接口实现监控Node信息，并做相应处理。
三.Pod创建流程
这里介绍一下kubernetes的pod创建的逻辑流程：
- 客户端提交创建Pod的请求，这里可以通过kube-apiserver的RESTful API，也可以使用kubectl命令行工具。支持的数据类型包括JSON和YAML。
- kube-apiserver处理用户请求，存储Pod数据到etcd。
- kube-scheduler通过kube-apiserver查看未绑定的Pod，尝试为Pod分配主机。
- 过滤主机(调度预选)：调度器用一组规则过滤掉不符合要求的主机。比如Pod指定了所需要的资源量，那么可用资源比Pod需要的资源量少的主机会被过滤掉。
- 主机打分(调度优选)：对第一步筛选出的符合要求的主机进行打分，在主机打分阶段，调度器会考虑一些整体优化策略，比如把容一个Replication Controller的副本分布到不同的主机上，使用最低负载的主机等。
- 选择主机：择打分最高的主机，进行binding操作，结果存储到etcd中。
- kubelet根据调度结果执行Pod创建操作： 绑定成功后，scheduler会调用APIServer的API在etcd中创建一个boundpod对象，描述在一个工作节点上绑定运行的所有pod信息。运行在每个工作节点上的kubelet也会定期与etcd同步boundpod信息，一旦发现应该在该工作节点上运行的boundpod对象没有更新，则调用Docker API创建并启动pod内的容器。