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Aug 16, 2025 10:58 AM
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📝 前言

在前面的文章中，我们已经依次介绍了 控制平面组件 —— kube-apiserver、etcd、kube-scheduler 与 kube-controller-manager。
它们共同负责整个集群的调度、存储、状态管理与控制逻辑。
但这些控制平面组件并不能直接在节点上运行 Pod。
为了让节点能够接收并执行调度下发的任务，就需要 节点组件 的支持，其中最核心的就是 kubelet。
本文将深入介绍 kubelet 的作用、工作原理以及生产环境中的优化实践。

🧠 本章知识卡片

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🚀 本章小节

1️⃣ 什么是 kubelet？

kubelet 是运行在每个节点上的核心代理组件，负责与控制平面通信，并根据调度器下发的 Pod 规范，确保容器能够被正确拉取、启动和运行。
它是 Kubernetes 集群中连接控制面与实际工作负载的关键桥梁。
简而言之：
  • 控制面负责“分配任务”
  • kubelet 负责“落地执行”

2️⃣ 工作职责

kubelet 的主要职责包括以下内容：
  • Pod 生命周期管理：接收 kube-apiserver 下发的 PodSpec，确保容器运行在节点上。
  • 健康检查：周期性探测容器的存活性（Liveness Probe）、就绪性（Readiness Probe）。
  • 与容器运行时交互：通过 CRI（Container Runtime Interface）与 Docker、containerd、CRI-O 等运行时交互。
  • 节点状态上报：向 kube-apiserver 汇报节点与 Pod 的状态。
  • 日志与指标收集：提供容器日志接口，支持与监控组件对接。
  • CNI/CSI 集成：协同网络插件和存储插件，实现网络和数据卷挂载。

3️⃣ 工作原理

kubelet 的核心任务是保证节点上 实际运行的 Pod 状态 与 期望状态（PodSpec） 保持一致，其工作机制可概括为以下几个步骤：
  1. 获取期望状态
      • 通过 apiserver Watch 获取分配到本节点的 Pod；
      • 读取静态 Pod 配置（如 --pod-manifest-path）。
  1. Pod 同步循环（SyncLoop）
      • 将 PodSpec 交给 PodWorkers 串行处理，避免同一 Pod 并发操作；
      • Pod 生命周期事件由 PLEG（Pod Lifecycle Event Generator）触发更新。
  1. Pod 启动流程
      • 卷管理：挂载 CSI/CNI 资源；
      • 创建沙箱：启动 pause 容器，配置网络；
      • 拉取镜像：按 imagePullPolicy 执行；
      • 启动容器：先 Init 容器，后并行应用容器；
      • 健康探针：执行 liveness/readiness/startup。
  1. 状态与心跳上报
      • 通过 StatusManager 汇报 PodStatus 至 apiserver；
      • NodeLease 与心跳维持节点存活状态；
      • cAdvisor 提供指标监控。
  1. 异常处理与回收
      • EvictionManager 监控资源压力并触发 Pod 驱逐；
      • 镜像与容器垃圾回收（GC）释放磁盘空间。
大致工作流程图如下：
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4️⃣ 常用启动参数

在 kubeadm 安装的集群中，kubelet 的配置文件通常位于：/var/lib/kubelet/config.yaml
以下为生产环境中常见的 kubelet 启动参数：
参数
说明
--kubeconfig
kubelet 访问 API Server 的配置文件路径
--pod-manifest-path
静态 Pod 配置文件路径
--register-node
是否自动向 API Server 注册节点
--cgroup-driver
指定使用的 cgroup 驱动（systemd/cgroupfs）
--container-runtime
容器运行时类型（默认 containerd）
--network-plugin
网络插件配置（CNI/none）
--root-dir
kubelet 使用的工作目录
--eviction-hard
定义节点资源驱逐阈值，如内存/磁盘不足时触发驱逐
--feature-gates
控制实验性特性的开关

5️⃣ 生产环境优化

在实际生产中，kubelet 的配置和优化直接关系到集群的稳定性与性能。常见优化实践包括：
  • 资源驱逐策略：
      • 设置合理的 --eviction-hard，防止节点 OOM。
  • 日志管理：
      • 使用日志轮转工具（如 logrotate），避免日志无限增长。
  • 节点容量规划：
      • 调整 --kube-reserved 与 --system-reserved，为系统和 kube 组件预留资源。
  • 安全加固：
      • 使用 --anonymous-auth=false 禁止匿名访问，提升安全性。
  • 健康检查优化：
      • 根据应用特性优化 livenessProbe 与 readinessProbe，避免频繁误判。
  • CRI 配置调优：
      • 针对 containerd 或 CRI-O 调整镜像缓存策略，提高拉取效率。

✅ 总结

kubelet 是 Kubernetes 节点组件的核心，它承上启下：
  • 承接控制面，接收调度指令；
  • 执行节点任务，管理容器生命周期与状态。
在生产环境中，合理配置与优化 kubelet 参数，是保障集群稳定性和高可用性的关键。
💡
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