一文读懂 Kubernetes APIServer 原理

整个Kubernetes技术体系由声明式API以及Controller构成，而kube-apiserver是Kubernetes的声明式api server，并为其它组件交互提供了桥梁。因此加深对kube-apiserver的理解就显得至关重要了。

整体组件功能

kube-apiserver作为整个Kubernetes集群操作etcd的唯一入口，负责Kubernetes各资源的认证&鉴权，校验以及CRUD等操作，提供RESTful APIs，供其它组件调用：

kube-apiserver包含三种APIServer：

aggregatorServer：负责处理 apiregistration.k8s.io 组下的APIService资源请求，同时将来自用户的请求拦截转发给aggregated server(AA)

kubeAPIServer：负责对请求的一些通用处理，包括：认证、鉴权以及各个内建资源(pod, deployment，service and etc)的REST服务等

apiExtensionsServer：负责CustomResourceDefinition（CRD）apiResources以及apiVersions的注册，同时处理CRD以及相应CustomResource（CR）的REST请求(如果对应CR不能被处理的话则会返回404)，也是apiserver Delegation的最后一环

另外还包括bootstrap-controller，主要负责Kubernetes default apiserver service的创建以及管理。

接下来将对上述组件进行概览性总结。

bootstrap-controller

apiserver bootstrap-controller创建&运行逻辑在k8s.io/kubernetes/pkg/master目录

bootstrap-controller主要用于创建以及维护内部kubernetes default apiserver service

kubernetes default apiserver service spec.selector为空，这是default apiserver service与其它正常service的最大区别，表明了这个特殊的service对应的endpoints不由endpoints controller控制，而是直接受kube-apiserver bootstrap-controller管理(maintained by this code, not by the pod selector)

bootstrap-controller的几个主要功能如下：

创建 default、kube-system 和 kube-public 以及 kube-node-lease 命名空间

创建&维护kubernetes default apiserver service以及对应的endpoint

提供基于Service ClusterIP的检查及修复功能(--service-cluster-ip-range指定范围)

提供基于Service NodePort的检查及修复功能(--service-node-port-range指定范围)

// k8s.io/kubernetes/pkg/master/controller.go:142 // Start begins the core controller loops that must exist for bootstrapping // a cluster. func (c *Controller) Start() { if c.runner != nil { return } // Reconcile during first run removing itself until server is ready. endpointPorts := createEndpointPortSpec(c.PublicServicePort, "https", c.ExtraEndpointPorts) if err := c.EndpointReconciler.RemoveEndpoints(kubernetesServiceName, c.PublicIP, endpointPorts); err != nil { klog.Errorf("Unable to remove old endpoints from kubernetes service: %v", err) } repairClusterIPs := servicecontroller.NewRepair(c.ServiceClusterIPInterval, c.ServiceClient, c.EventClient, &c.ServiceClusterIPRange, c.ServiceClusterIPRegistry, &c.SecondaryServiceClusterIPRange, c.SecondaryServiceClusterIPRegistry) repairNodePorts := portallocatorcontroller.NewRepair(c.ServiceNodePortInterval, c.ServiceClient, c.EventClient, c.ServiceNodePortRange, c.ServiceNodePortRegistry) // run all of the controllers once prior to returning from Start. if err := repairClusterIPs.RunOnce(); err != nil { // If we fail to repair cluster IPs apiserver is useless. We should restart and retry. klog.Fatalf("Unable to perform initial IP allocation check: %v", err) } if err := repairNodePorts.RunOnce(); err != nil { // If we fail to repair node ports apiserver is useless. We should restart and retry. klog.Fatalf("Unable to perform initial service nodePort check: %v", err) } // 定期执行bootstrap controller主要的四个功能(reconciliation) c.runner = async.NewRunner(c.RunKubernetesNamespaces, c.RunKubernetesService, repairClusterIPs.RunUntil, repairNodePorts.RunUntil) c.runner.Start() }

更多代码原理详情，参考 kubernetes-reading-notes 。

kubeAPIServer

KubeAPIServer主要提供对内建API Resources的操作请求，为Kubernetes中各API Resources注册路由信息，同时暴露RESTful API，使集群中以及集群外的服务都可以通过RESTful API操作Kubernetes中的资源

另外，kubeAPIServer是整个Kubernetes apiserver的核心，下面将要讲述的aggregatorServer以及apiExtensionsServer都是建立在kubeAPIServer基础上进行扩展的(补充了Kubernetes对用户自定义资源的能力支持)

kubeAPIServer最核心的功能是为Kubernetes内置资源添加路由，如下：

调用 m.InstallLegacyAPI 将核心 API Resources添加到路由中，在apiserver中即是以 /api 开头的 resource；