1. Controller Manager簡介

Controller Manager作為叢集內部的管理控制中心，負責叢集內的Node、Pod副本、服務端點（Endpoint）、名稱空間（Namespace）、服務賬號（ServiceAccount）、資源定額（ResourceQuota）的管理，當某個Node意外宕機時，Controller Manager會及時發現並執行自動化修復流程，確保叢集始終處於預期的工作狀態。

每個Controller通過API Server提供的介面實時監控整個叢集的每個資源物件的當前狀態，當發生各種故障導致系統狀態發生變化時，會嘗試將系統狀態修復到“期望狀態”。

2. 

Replication Controller

為了區分，資源物件Replication Controller簡稱RC,而本文是指Controller Manager中的Replication Controller，稱為副本控制器。副本控制器的作用即保證叢集中一個RC所關聯的Pod副本數始終保持預設值。

1. 只有當Pod的重啟策略是Always的時候（RestartPolicy=Always），副本控制器才會管理該Pod的操作（建立、銷燬、重啟等）。
2. RC中的Pod模板就像一個模具，模具製造出來的東西一旦離開模具，它們之間就再沒關係了。一旦Pod被建立，無論模板如何變化，也不會影響到已經建立的Pod。
3. Pod可以通過修改label來脫離RC的管控，該方法可以用於將Pod從叢集中遷移，資料修復等除錯。
4. 刪除一個RC不會影響它所建立的Pod，如果要刪除Pod需要將RC的副本數屬性設定為0。
5. 不要越過RC建立Pod，因為RC可以實現自動化控制Pod，提高容災能力。

2.1. Replication Controller的職責

1. 確保叢集中有且僅有N個Pod例項，N是RC中定義的Pod副本數量。
2. 通過調整RC中的spec.replicas屬性值來實現系統擴容或縮容。
3. 通過改變RC中的Pod模板來實現系統的滾動升級。

2.2. Replication Controller使用場景

3. Node Controller

kubelet在啟動時會通過API Server註冊自身的節點資訊，並定時向API Server彙報狀態資訊，API Server接收到資訊後將資訊更新到etcd中。

Node Controller通過API Server實時獲取Node的相關資訊，實現管理和監控叢集中的各個Node節點的相關控制功能。流程如下

1、Controller Manager在啟動時如果設定了--cluster-cidr引數，那麼為每個沒有設定Spec.PodCIDR的Node節點生成一個CIDR地址，並用該CIDR地址設定節點的Spec.PodCIDR屬性，防止不同的節點的CIDR地址發生衝突。

2、具體流程見以上流程圖。

3、逐個讀取節點資訊，如果節點狀態變成非“就緒”狀態，則將節點加入待刪除佇列，否則將節點從該佇列刪除。

4. ResourceQuota Controller

資源配額管理確保指定的資源物件在任何時候都不會超量佔用系統物理資源。

支援三個層次的資源配置管理：

1）容器級別：對CPU和Memory進行限制

2）Pod級別：對一個Pod內所有容器的可用資源進行限制

3）Namespace級別：包括

• Pod數量
• Replication Controller數量
• Service數量
• ResourceQuota數量
• Secret數量
• 可持有的PV（Persistent Volume）數量

說明：

1. k8s配額管理是通過Admission Control（准入控制）來控制的；
2. Admission Control提供兩種配額約束方式：LimitRanger和ResourceQuota；
3. LimitRanger作用於Pod和Container；
4. ResourceQuota作用於Namespace上，限定一個Namespace裡的各類資源的使用總額。

ResourceQuota Controller流程圖：

5. Namespace Controller

使用者通過API Server可以建立新的Namespace並儲存在etcd中，Namespace Controller定時通過API Server讀取這些Namespace資訊。

如果Namespace被API標記為優雅刪除（即設定刪除期限，DeletionTimestamp）,則將該Namespace狀態設定為“Terminating”,並儲存到etcd中。同時Namespace Controller刪除該Namespace下的ServiceAccount、RC、Pod等資源物件。

6. Endpoint Controller

Service、Endpoint、Pod的關係：

Endpoints表示了一個Service對應的所有Pod副本的訪問地址，而Endpoints Controller負責生成和維護所有Endpoints物件的控制器。它負責監聽Service和對應的Pod副本的變化。

1. 如果監測到Service被刪除，則刪除和該Service同名的Endpoints物件；
2. 如果監測到新的Service被建立或修改，則根據該Service資訊獲得相關的Pod列表，然後建立或更新Service對應的Endpoints物件。
3. 如果監測到Pod的事件，則更新它對應的Service的Endpoints物件。

kube-proxy程序獲取每個Service的Endpoints，實現Service的負載均衡功能。

7. Service Controller

Service Controller是屬於kubernetes叢集與外部的雲平臺之間的一個介面控制器。Service Controller監聽Service變化，如果是一個LoadBalancer型別的Service，則確保外部的雲平臺上對該Service對應的LoadBalancer例項被相應地建立、刪除及更新路由轉發表。

參考《Kubernetes權威指南》