次世代Kubernetesディストリビューションの構造

アーキテクチャの概要

RKE2では、軽量な Kubernetesディストリビューションである K3sの開発と維持から得た教訓を活かし、エンタープライズ向けのディストリビューションを K3sの使いやすさで構築します。これは、RKE2が最もシンプルな形で、 Kubernetesクラスターに参加することが期待されるすべてのノードにインストールおよび構成される単一のバイナリであることを意味します。起動後、RKE2は各ノードごとに適切な役割のエージェントを起動し、監視しつつ、ネットワークから必要なコンテンツを取得します。

アーキテクチャの概要

RKE2は、これを実現するために多くのオープンソース技術を統合しています：

これらのうち、Traefikを除くすべては、 Go+BoringCryptoでコンパイルされ、静的にリンクされています。

プロセスライフサイクル

コンテンツの起動

RKE2は、RKE2ランタイムイメージから_server_および_agent_ノードの両方を実行するために、バイナリとマニフェストを取得します。 これは、RKE2がデフォルトで`/var/lib/rancher/rke2/agent/images/*.tar`をスキャンし、 rancher/rke2-runtimeイメージ（rke2 --version`の出力に関連するタグを持つ）を探すことを意味し、見つからない場合はネットワークからプルしようとします（別名。Docker Hub).その後、RKE2はイメージから/bin/を抽出し、それを/var/lib/rancher/rke2/data/$<rke2_data_key>/bin`にフラット化します。ここで`$<rke2_data_key>`はイメージを識別するユニークな文字列を表します。

RKE2が期待通りに動作するためには、ランタイムイメージが最小限提供する必要があります：

  • containerd（ CRI）

  • containerd-shim（シムが`runc`タスクをラップし、`containerd`が停止しても止まらない）

  • containerd-shim-runc-v1

  • containerd-shim-runc-v2

  • kubelet（Kubernetesノードエージェント）

  • runc（OCIランタイム）

次のオプスツールもランタイムイメージによって提供されます：

  • ctr（低レベルの`containerd`メンテナンスと検査）

  • crictl（低レベルのCRIメンテナンスと検査）

  • kubectl（Kubernetes クラスターのメンテナンスと検査）

  • socat（ポートフォワーディングのために containerd に必要）

バイナリが抽出された後、RKE2 はイメージからチャートを抽出し、/var/lib/rancher/rke2/server/manifests ディレクトリに格納します。

サーバーの初期化

組み込みの K3s エンジンでは、サーバーは専門のエージェントプロセスであり、ノードのコンテナランタイムが起動するまで次の起動が遅延されます。

コンポーネントの準備

kube-apiserver

kube-apiserver イメージをプルし、すでに存在しない場合は、etcd を待つためのゴルーチンを起動し、その後 /var/lib/rancher/rke2/agent/pod-manifests/ に静的ポッド定義を書き込みます。

kube-controller-manager

kube-controller-manager イメージをプルし、すでに存在しない場合は、kube-apiserver を待つためのゴルーチンを起動し、その後 /var/lib/rancher/rke2/agent/pod-manifests/ に静的ポッド定義を書き込みます。

kube-scheduler

kube-scheduler イメージをプルし、すでに存在しない場合は、kube-apiserver を待つためのゴルーチンを起動し、その後 /var/lib/rancher/rke2/agent/pod-manifests/ に静的ポッド定義を書き込みます。

クラスターの開始

他のクラスターサーバー/エージェントをリスンするためにゴルーチンで HTTP サーバーを起動し、その後クラスターを初期化/参加します。

etcd

etcd イメージをプルし、すでに存在しない場合は、kubelet を待つためのゴルーチンを起動し、その後 /var/lib/rancher/rke2/agent/pod-manifests/ に静的ポッド定義を書き込みます。

helm-controller

kube-apiserver が準備完了になるのを待った後、組み込みの helm-controller を起動するためのゴルーチンを起動します。

エージェントの初期化

エージェントプロセスのエントリポイント。サーバープロセスの場合、組み込みの K3s エンジンがこれを直接呼び出します。

コンテナランタイム

containerd

containerd プロセスを生成し、終了をリスンする。containerd が終了すると、rke2 プロセスも終了します。

ノードエージェント

kubelet

kubelet プロセスを生成し、監視します。kubelet が終了すると、rke2 は再起動を試みます。 kubelet が実行されると、利用可能な静的ポッドを開始します。サーバーにとって、これは etcd と kube-apiserver が順次起動し、静的ポッドを介して起動された残りのコンポーネントが kube-apiserver に接続して処理を開始できることを意味します。

サーバーチャート

サーバーノード上で、helm-controller は /var/lib/rancher/rke2/server/manifests に見つかったチャートをクラスターに適用できるようになりました。

  • rke2-canal.yaml または rke2-cilium.yaml または rke2-calico.yaml または rke2-flannel.yaml または rke2-multus.yaml (デーモンセット、起動)

  • rke2-coredns.yaml (デプロイメント、起動)

  • rke2-ingress-nginx.yaml および/または rke2-traefik.yaml と rke2-traefik-crd.yaml (デプロイメント)

  • rke2-metrics-server.yaml (デプロイメント)

  • rke2-runtimeclasses.yaml (デプロイメント)

  • rke2-snapshot-controller-crd.yaml、rke2-snapshot-controller.yaml および rke2-snapshot-validation-webhook.yaml (デプロイメント)

デーモンプロセス

RKE2 プロセスは、SIGTERM または SIGKILL を受信するか、containerd プロセスが終了するまで無期限に実行されます。