40｜扩展能力：控制面层、基础设施层扩展机制详解
孔令飞
你好，我是孔令飞。
在上一节课中，我概括了 Kubernetes 中现有的扩展能力，并介绍了横向层、客户端层、API 层具有的扩展能力。本节课，我继续讲解 Kubernetes 扩展能力部分中的控制面层、基础设施层。
控制面层
控制面层的扩展能力有以下几个：
自定义控制器
Cloud Provider Interface（CPI）
调度器扩展
KMS
下面，我们一一来看。
自定义控制器
控制器是 Kubernetes 中非常重要的概念，控制器会 Watch 特定资源的变更，并根据资源变更进行调和处理，使资源始终处在期望的状态。
Kubernetes 有很多内置的资源，这些资源大部分都有内置的控制器，控制器会对这些资源进行调和，并处理资源相关的业务逻辑。例如：deployment-controller、daemonset-controller、replicaset-controller 等（更多内置的控制器见 controller_names.go#L45）。
但是只有内置的控制器，很多时候满足不了公司业务的需求。例如：我们新安装了一个 CRD 资源，需要对这个 CRD 资源进行调和。另外，对于 Kubernetes 内置的 CRD 资源，我们可能也需要进行一些调和，最典型的场景如：编写一个控制器、Watcher Service 资源、根据 Service 资源的变更，以及将 Pod 的 Endpoint 注册到公司内部的服务中心（例如 consul）。幸运的是，Kubernetes 支持自定义控制器。
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1. Kubernetes 中的控制面层扩展能力包括自定义控制器、Cloud Provider Interface（CPI）、调度器扩展和KMS。 2. 自定义控制器允许开发者根据特定需求对资源进行调和处理，满足业务需求。 3. Cloud Provider Interface（CPI）允许公有云厂商开发自己的cloud-controller-manager，处理与云环境紧密耦合的逻辑。 4. Kubernetes 支持多种方式扩展调度器，以满足企业自定义调度策略的需求。 5. Kubernetes 提供了KMS扩展机制，支持以加密的方式向etcd存储数据，或者对接外部的Key Management管理系统加密内容再存储。 6. CPI和KMS扩展机制的引入使得Kubernetes在与公有云对接和数据加密方面更加灵活和安全。 7. CNI负责管理容器之间的网络连接、IP地址分配和网络策略，用来扩展Kubernetes的网络以适配不同的企业网络环境。 8. CSI是Kubernetes中用于扩展存储能力的接口，允许用户集成不同的存储解决方案。 9. Device Plugin允许用户管理和调度特定硬件设备，如GPU、FPGA和其他加速器。 10. Virtual Kubelet是一个开源项目，旨在为Kubernetes提供一种轻量级的、可扩展的节点抽象，允许将工作负载调度到外部资源上，而无需在Kubernetes集群中实际运行这些节点。
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