Kubernetes • 18 мая 2025 • 10 мин чтения

Kubelet — как работает сердце Kubernetes node

Когда говорят о Kubernetes, чаще всего вспоминают Pod'ы, кластеры и API-сервер. Но за кулисами всех этих процессов работает kubelet — агент, без которого node просто не сможет выполнить ни одной задачи. Это компонент, о котором редко задумываются, но именно он обеспечивает жизнь контейнеров на узле, их состояние и соответствие описанным манифестам.

Связующее звено между системой и реальностью

Каждый узел в Kubernetes содержит этот системный процесс, который контролирует запуск, мониторинг и восстановление pod'ов. Он сравнивает текущее состояние подов на node с желаемым, описанным в API-сервере, и приводит систему в соответствие. Это и есть ключевая задача агента узла: обеспечить работоспособность контейнеров на основе конфигурационных файлов и взаимодействия с другими компонентами кластера.

Агент напрямую взаимодействует с container runtime — будь то Docker, containerd или CRI-O. Он получает инструкции, преобразует их в действия на уровне ОС и следит, чтобы всё исполнялось корректно. Если контейнер не стартует — kubelet перезапускает его. Если node выходит за пределы доступных ресурсов — агент сигнализирует об этом в API-сервер, обеспечивая устойчивость и самовосстановление.

Почему именно kubelet — «сердце» узла?

Сердце гонит кровь, не думая — так и kubelet работает постоянно, почти незаметно. Но стоит ему остановиться — поды перестают запускаться, метрики замолкают, node уходит в состояние NotReady. Агент следит за состоянием системных служб, собирает данные о ресурсоёмкости, и передаёт их в kube-сервер. Таким образом, он — проводник между кластером и физическим или виртуальным сервером.

Ещё одна важная роль — контроль над жизненным циклом pod'ов: от создания до удаления. Агент запускает init-контейнеры, отслеживает пробы liveness/readiness, обрабатывает события и рестарты. Все это делает его незаменимым агентом на каждом node.

💡Хотите глубже разобраться в архитектуре Kubernetes и научиться работать с компонентами кластера? Присоединяйтесь к курсу от Слёрма: Kubernetes База — в нём системный подход и реальная практика.

Что происходит внутри?

Каждую секунду процесс проверяет:

  • какие pod'ы запущены на node,
  • соответствуют ли они описанию в API,
  • не нужно ли что-то создать, удалить или пересоздать,
  • как себя чувствует контейнерная среда,
  • не исчерпаны ли ресурсы кластера на текущем узле.

Эта регулярная сверка делает данный процесс постоянным аудитором текущего состояния. Он не просто запускает контейнеры, а следит за их поведением и окружением. Процесс поднимает cgroups, настраивает volume'ы, монтирует секреты и конфигурации. Если какой-то pod выходит из строя, он реагирует мгновенно.

В зависимости от настроек, агент может даже пробовать самостоятельно перезапускать ноды, удалять неработающие контейнеры, чистить диск и монтировать тома. Его действия ограничены только политиками, заданными в конфигурационных файлах.

Kubelet как точка наблюдения

Через kubelet можно не только управлять, но и наблюдать за состоянием узла. Он предоставляет множество метрик и логов, которые можно использовать для мониторинга. Отсюда собираются данные о CPU, памяти, I/O, состоянии контейнеров и даже температуре node (если есть поддержка на уровне ОС).

Встроенный HTTP-сервер kubelet позволяет получать статус в реальном времени. Этот интерфейс — ключевой инструмент для мониторинга node, особенно в отказоустойчивых системах, где важно заранее выявлять и устранять сбои.

Kubelet в контексте DevOps и SRE

Для DevOps-инженеров это основной инструмент управления нодами. Он позволяет реализовать инфраструктуру как код, управлять ресурсами и конфигурациями централизованно. Kubelet — это не просто служба, а участник CI/CD-процесса, на который можно опираться.

Site Reliability Engineers (SRE) используют возможности агента для настройки алертов, анализа деградации узлов, настройки горизонтального масштабирования и аварийного восстановления. Интеграция с Prometheus и другими системами мониторинга делает этот процесс источником правды о node.

За что отвечает компонент Kubelet

Чтобы понять работу кластера Kubernetes, нужно взглянуть на его узлы не как на «машины», а как на единицы исполнения, управляемые этим агентом. Этот агент принимает и реализует намерения, заданные через API-сервер. Он отвечает за создание, поддержку и завершение подов, контроль над ресурсами и безопасность взаимодействия контейнеров с хостовой системой.

Функции: от управления до соблюдения политики

Процесс служит мостом между желаемым и фактическим состоянием node. Он получает описание pod'ов от API-сервера, а затем приводит в исполнение: разворачивает контейнеры, монтирует volume'ы, применяет конфигурации и следит за тем, чтобы каждый элемент соответствовал ожиданиям.

Основные функции:

  • Проверка соответствия: текущее состояние непрерывно сверяется с тем, что должно быть, при этом расхождения устраняются.
  • Управление жизненным циклом pod'ов: от инициализации до graceful shutdown.
  • Мониторинг node: загрузка, использование CPU, памяти, состояние файловой системы.
  • Интеграция с container runtime: взаимодействие с Docker, containerd или другим CRI-совместимым движком.
  • Ведение событий и логов: детализированное отслеживание происходящего на ноде.
Эти задачи выполняются независимо от того, как настроен кластер — будь то bare-metal, облако или гибридное окружение.

Контроль и политика безопасности

Kubelet играет ключевую роль в реализации политик безопасности на node. Он обрабатывает securityContext подов, включая такие параметры, как user ID, доступ к хостовой сети и ограничения по CPU и памяти.

Он же обеспечивает:

  • чтение и применение PodSecurityPolicy (если включено),
  • монтирование конфиденциальных данных (Secrets, ConfigMaps),
  • работу с service account и токенами аутентификации.
Этот агент также контролирует доступ к hostPath volume'ам, выполнение привилегированных контейнеров и использование capabilities.

Как сервис взаимодействует с другими компонентами?

Связь агента с API-сервером — двусторонняя. Он получает команды, но и сам отправляет отчёты о состоянии узла, метрики и статусы подов. Также процесс может инициировать удаление pod'а, если ресурсное давление (например, нехватка памяти) превышает порог.

Компонент взаимодействует с:

  • Container runtime — для запуска/остановки контейнеров.
  • CNI-плагином — для настройки сетевого интерфейса.
  • CSI-драйвером — для подключения томов.
  • Kube-proxy — для маршрутизации и доступа к pod'ам.
Такое взаимодействие превращает kubelet в центрального координатора всех действий на нодах.

Конфигурационные файлы и поведение

Поведение агента управляется конфигурацией — либо через параметры запуска, либо через kubelet config файл (--config). Здесь можно настроить:

  • лимиты ресурсов и eviction policy,
  • интервал health checks и частоту опроса API,
  • пути монтирования, ограничения на root-права,
  • параметры безопасности и логирования.
Благодаря этим настройкам процесс можно адаптировать под разные сценарии: от тестового окружения до кластера в продакшене.

Почему так важно понимать роль kubelet?

Понимание того, за что отвечает этот компонент — не просто академический интерес. Это основа стабильной и предсказуемой работы. Ошибки конфигурации могут привести к:

  • внезапному удалению подов,
  • некорректному управлению ресурсами,
  • проблемам с безопасностью.
Поэтому DevOps-инженеры, архитекторы, администраторы должны уметь работать с этим агентом и правильно интерпретировать его поведение.
Такой уровень понимания особенно важен для построения отказоустойчивых систем.
Проверьте свои знания по Kubernetes - пройдите тест!
Определите свои сильные стороны и получите рекомендации для роста.
Перейти к тесту

Настройка

Правильная настройка процесса — это фундамент стабильной работы Kubernetes node. Именно она определяет, как будет вести себя агент узла в условиях нагрузки, с какими политиками будет взаимодействовать и какие ресурсы будет считать критичными. Этот компонент гибко адаптируется под инфраструктуру — от облака до bare-metal, но требует внимательного подхода к параметрам.

⚙️ Хотите научиться правильно настраивать процессы, управлять узлами и автоматизировать развертывание? Курс Kubernetes База от Слёрма включает практические задания по настройке node и работе с конфигурацией.

Способы настройки

Существует два основных способа настройки этого компонента:

  1. Флаги командной строки — задаются при запуске процесса. Например --kubeconfig=/etc/kubernetes/kubelet.conf
  2. Конфигурационный файл — YAML-документ, передаваемый через флаг --config. Здесь можно задать детальные параметры, которые не всегда доступны через флаги.
Формат файла строго определён: он должен соответствовать API-версии kubelet.config.k8s.io/v1beta1. Это обеспечивает совместимость, а также контроль версий.
Делимся с вами файлом с подробным разбором долгоживущих подключений в к8s.

Внутри - описание особенностей и ограничений, рекомендации по решению проблемы и разбор на практике с фрагментами кода.

Дарим файл по работе с долгоживущими подключениями
Перейти

Что можно настроить?

Через конфигурацию вы можете задать:
  • пути к сертификатам и kubeconfig,
  • лимиты ресурсов node,
  • политики эвикшена (eviction),
  • поведение при перегрузке (soft/hard thresholds),
настройки для запуска подов, включая:

  • cgroupDriver,
  • maxPods,
  • failSwapOn,
  • cpuManagerPolicy и другие.
Отдельное внимание заслуживают параметры безопасности: readOnlyPort, authentication, authorization. Они влияют на возможность доступа к HTTP API kubelet.

Настройки для продакшена

В реальных условиях важно отключать или ограничивать небезопасные функции:

  • выставлять readOnlyPort=0,
  • включать authentication.x509 и authorization.mode=Webhook,
  • устанавливать логгирование с ротацией (--log-dir, --log-max-size),
  • активировать cAdvisor и передавать метрики в Prometheus через /metrics.
Также полезно задать maxPods=110 — стандарт для большинства облаков, но может быть скорректирован в зависимости от типа workload'ов.

Автоматизация и best practices

Процесс можно конфигурировать вручную или через инструменты управления кластерами — например, kubeadm, kube-spray или Terraform-модули. Важно:
  • версионировать конфигурацию,
  • валидировать YAML перед применением (kubelet --config test.yaml --validate),
  • использовать шаблоны и переменные в CI/CD пайплайне.
Такая практика позволяет избежать ошибок при массовом обновлении конфигурации и быстро откатываться в случае проблем.

Разбор ошибок настройки

Ошибки в конфигурации проявляются по-разному:

  • Неправильный путь к kubeconfig — агент не стартует.
  • Слишком низкий maxPods — поды не запускаются, несмотря на ресурсы.
  • Неактивный cgroupDriver — контейнеры не стартуют.
  • Ошибки в authorization policy — блокировка доступа к API.
Каждое из этих состояний легко диагностировать через логи journalctl -u kubelet или kubectl describe node, если агент всё же запустился.

Такие детали помогают в быстром дебаге и восстановлении кластера после инцидентов.

Мониторинг

Без контроля над kubelet трудно обеспечить стабильную работу нодов. Этот компонент генерирует метрики, логи и статусы, по которым можно судить о состоянии как самого агента, так и подов, за которые он отвечает. Мониторинг позволяет быстро выявлять сбои, перегрузки и конфигурационные ошибки, снижая риск простоя приложений.

Что можно мониторить?

Предоставлятся метрики в формате Prometheus по адресу https://<node-ip>:10250/metrics. Чтобы получить доступ, нужно настроить аутентификацию и использовать TLS-сертификаты. Среди ключевых метрик:

  • kubelet_runtime_operations_duration_seconds — задержки запуска контейнеров,
  • kubelet_docker_operations_errors_total — ошибки container runtime,
  • kubelet_running_pods — общее количество активных подов на node,
  • kubelet_pleg_relist_duration_seconds — время опроса состояния подов,
  • kubelet_pod_worker_duration_seconds — время выполнения операций над pod.

Также можно собирать события из журналов, используя journalctl, и экспортировать их через log collector'ы вроде Fluentd или Loki.

📊 Мониторинг — базовый навык DevOps-инженера. Освойте практику сбора метрик, а также настройку алертов на курсе от Slurm — от теории до продакшн-графиков.

Инструменты и подходы

Для интеграции с системой мониторинга чаще всего применяют:

  • Prometheus — стандартный способ сбора и хранения метрик. Метки и аннотации позволяют автоматически обнаруживать узлы.
  • Grafana — визуализация статуса ноды, pod'ов, resource pressure и операций runtime.
  • Alertmanager — настройка оповещений по ключевым событиям: OOM, restarts, node pressure.
  • Kube-state-metrics — для сбора данных о состоянии объектов Kubernetes, включая pod'ы, ReplicaSet и DaemonSet.

Метрики как инструмент диагностики

Собранные данные позволяют:

  • выявить деградацию контейнерного runtime,
  • отследить перегрузку node,
  • установить причину флакания подов,
  • заметить конфликты ресурсов или частые рестарты.
Чем быстрее среагируете на сигнал от kubelet, тем выше шанс предотвратить сбой. Поэтому грамотный мониторинг — ключевая часть SRE-практик.

Заключение

Kubelet — это не просто вспомогательный сервис, а жизненно важный компонент Kubernetes, который держит на себе всю исполнительную часть узла. Он отвечает за запуск и управление pod, контролирует ресурсы, соблюдает политики безопасности и активно взаимодействует с остальными системными службами. Без него ни одна нода не может считаться частью работающего кластера.

Понимание принципов работы агента позволяет не только устранять сбои, но и выстраивать более устойчивую, предсказуемую и управляемую инфраструктуру. От настройки до мониторинга — каждый аспект его работы важен для DevOps-инженера или системного администратора.

🚀 Погрузитесь в настоящую DevOps-практику и научитесь работать с kubelet, как профи. Начните обучение на курсе от Слёрм — ваш следующий шаг в мире Kubernetes.

Статью подготовили

Редакция Слёрма
Понравилась статья? Будем рады вашему лайку и репосту — вдруг кому-то тоже пригодится:)
Оцените статью

Читайте также: