Architettura dei cluster GKE

Autopilot Standard

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Questa pagina illustra l'architettura di un cluster Google Kubernetes Engine (GKE). Tutti i carichi di lavoro Kubernetes containerizzati vengono eseguiti in un cluster GKE.

Questa pagina è rivolta agli amministratori, agli architetti e agli operatori che definiscono le soluzioni IT e l'architettura di sistema. Per scoprire di più sui ruoli comuni e sulle attività di esempio a cui facciamo riferimento nei contenuti di Google Cloud, consulta Ruoli e attività utente comuni di GKE Enterprise.

Un cluster GKE è composto da un piano di controllo e un worker chiamati nodi. Il piano di controllo e i nodi costituiscono il sistema di orchestrazione dei cluster Kubernetes. GKE Autopilot gestisce dell'intera infrastruttura sottostante dei cluster, compreso il piano di controllo, nodi e tutti i componenti del sistema. Se usi GKE In modalità Standard, GKE gestisce il piano di controllo e il sistema e gestisci i nodi.

Il seguente diagramma mostra l'architettura di un cluster GKE. Questo diagramma illustra in modo specifico dove esistono le risorse e chi le gestisce, anziché rappresentare il flusso di traffico:

Informazioni sul piano di controllo

Il piano di controllo esegue processi come il server API, lo scheduler e controller di risorse principali. GKE gestisce il ciclo di vita del piano di controllo dalla creazione all'eliminazione del cluster. Sono inclusi gli upgrade la versione di Kubernetes in esecuzione sul piano di controllo, che GKE automaticamente o manualmente su tua richiesta se preferisci eseguire l'upgrade prima della programmazione automatica.

Piano di controllo e API Kubernetes

Il piano di controllo è l'endpoint unificato del cluster. Con cui interagisci il piano di controllo tramite le chiamate API Kubernetes. Il control plane esegue il processo del server API Kubernetes (kube-apiserver) per gestire le richieste API. Puoi effettua chiamate API Kubernetes nei seguenti modi:

• Chiamate dirette: HTTP/gRPC
• Chiamate indirette: client a riga di comando Kubernetes, come kubectl, o nella console Google Cloud.

Il processo del server API è l'hub per tutte le comunicazioni del cluster. Tutti i componenti interni del cluster, come nodi, processi di sistema e controller di applicazioni, agiscono come client del server API.

Le richieste API comunicano a Kubernetes lo stato desiderato per gli oggetti nel tuo cluster. Kubernetes tenta di mantenere costantemente questo stato. Kubernetes consente di configurare oggetti nell'API in modo imperativo in modo dichiarativo.

Per saperne di più sulla gestione degli oggetti in Kubernetes, consulta le seguenti pagine:

• Comprensione degli oggetti Kubernetes
• Gestione degli oggetti di Kubernetes

Interazione tra il piano di controllo e i nodi

Il piano di controllo gestisce ciò che viene eseguito su tutti i nodi del cluster. Il piano di controllo pianifica i carichi di lavoro e gestisce il loro ciclo di vita, la scalabilità e gli upgrade. Il piano di controllo gestisce anche le risorse di rete e di archiviazione per questi carichi di lavoro. Il piano di controllo e i nodi comunicano tra loro utilizzando le API Kubernetes.

Interazioni del piano di controllo con Artifact Registry

Quando crei o aggiorni un cluster, GKE estrae le immagini container per il software di sistema Kubernetes in esecuzione sul piano di controllo e sui nodi da pkg.devArtifact Registry o gcr.ioContainer Registry. Un'interruzione che interessa questi registri potrebbe causare l'esito negativo delle seguenti azioni:

• Creazione di un nuovo cluster
• Upgrade delle versioni dei cluster

Le interruzioni dei carichi di lavoro potrebbero verificarsi anche senza il tuo intervento, a seconda della natura e della durata specifiche dell'interruzione.

Se l'interruzione di Artifact Registry pkg.dev o gcr.io di Container Registry viene a livello di regione, potremmo reindirizzare le richieste a una zona o una regione non interessata dall'interruzione del servizio.

Per controllare lo stato dei servizi Google Cloud, vai alla dashboard dello stato di Google Cloud.

Best practice:

Esegui il deployment in più regioni per consentire la disponibilità delle applicazioni durante le interruzioni della regione.

Attenzione:Container Registry è deprecato e programmato per l'arresto. Organizzazioni che non hanno utilizzato Container Registry prima dell'8 gennaio 2024 hanno il nuovo file gcr.io ospitati su Artifact Registry per impostazione predefinita. A partire dal 15 maggio 2024, i progetti Google Cloud senza precedente utilizzo di Container Registry supporteranno solo l'hosting e la gestione delle immagini per il dominio gcr.io in Artifact Registry.

L'arresto di Container Registry è pianificato per il giorno 18 marzo 2025. Per informazioni dettagliate sul ritiro, consulta Ritiro di Container Registry.

Informazioni sui nodi

I nodi sono le macchine worker che eseguono le tue applicazioni containerizzate e altri carichi di lavoro. Le singole macchine sono macchine virtuali (VM) Compute Engine create da GKE. Il piano di controllo gestisce e riceve aggiornamenti sullo stato auto-segnalato di ciascun nodo.

Un nodo esegue i servizi necessari per supportare i container che costituiscono i carichi di lavoro del cluster. Sono inclusi il runtime e l'agente del nodo Kubernetes (kubelet), che comunica con il piano di controllo ed è responsabile dell'avvio e dell'esecuzione dei container pianificati sul nodo.

GKE esegue anche una serie di contenitori di sistema che funzionano come agenti per nodo, chiamati DaemonSet, che forniscono funzionalità come la raccolta dei log e la connettività di rete intra-cluster.

Best practice:

Utilizza stdout per le applicazioni containerizzate perché stdout consente alla tua piattaforma di gestire i log delle applicazioni.

di Gemini Advanced. La gestione dei nodi varia in base al cluster modalità operativa, come che segue:

Componente nodo	Modalità Autopilot	Modalità Standard
Ciclo di vita	Completamente gestito da GKE, tra cui: Upgrade automatici Riparazioni automatiche Controlli di integrità Scalabilità automatica dei nodi Creazione ed eliminazione di nodi Ridimensionamento Etichettatura per separazione dei carichi di lavoro.	GKE gestisce quanto segue: Upgrade automatici Riparazioni automatiche Controlli di integrità Puoi gestire quanto segue: Configurazione della scalabilità automatica dei nodi Upgrade manuale delle versioni Modifiche alla configurazione (ad esempio etichette e ridimensionamento) Creazione ed eliminazione di pool di nodi
Visibilità	Visualizza i nodi utilizzando kubectl. Macchine virtuali Compute Engine di base non visibili o accessibili nell'interfaccia a riga di comando gcloud o nella console Google Cloud.	Visualizza i nodi utilizzando kubectl, gcloud CLI e la console Google Cloud. Visualizza e accedi a Compute Engine sottostante delle VM in esecuzione.
Connettività	Nessuna connessione diretta alle VM sottostanti.	Connettiti alle VM sottostanti tramite SSH.
Sistema operativo nodo (OS)	Gestita da GKE. Tutti i nodi utilizzano Container-Optimized OS con containerd (cos_containerd).	Scegli un sistema operativo per i tuoi nodi.
Selezione dell'hardware della macchina	Richiesta classi di computing nei pod in base al caso d'uso. GKE gestisce la configurazione, la pianificazione, la quantità e il ciclo di vita delle macchine.	Scegli e configura i tipi di macchine di Compute Engine quando creazione di pool di nodi. Configura le impostazioni per dimensioni, scalabilità, quantità, pianificazione e posizione in base alle esigenze.