Kubernetes最全详解(6大架构组件图解)

Kubernetes

Kubernetes（常缩写为“K8s：），是一个开源的容器编排平台，最初由Google开发，现在由云原生计算基金会（CNCF）维护。

Kubernetes主要解决：在自动化应用的部署、扩展、和管理…等问题。

1、自动化部署与管理

比如：自动部署、扩展、和管理容器化应用。

以及，自动重启失败的容器，替换或重调度当节点失效时的容器。

2、服务发现与负载均衡

自动分配IP地址和DNS名称，负载均衡Pod间的流量。

3、存储编排

自动挂载所需的存储系统，如本地存储、云供应商存储、网络存储等。

4、自动伸缩

基于CPU使用情况、或其他自定义指标，自动扩展、或缩减应用实例的数量。

Kubernetes工作原理

Kubernetes通过以下组件和流程来实现其功能：

1、集群结构

如下图所示：

Master节点：负责管理和控制整个集群，主要组件包括：API Server、Scheduler、Controller Manager和etcd。

Worker节点：负责运行应用容器，主要组件包括：Kubelet、Kube-proxy和容器运行时（如Docker）。

2、核心组件

API Server

API Server是Kubernetes集群的前端组件，它提供了一个RESTful API，用于管理集群的各种资源。它是Kubernetes中的中央控制点，所有的操作都通过API Server进行。

功能：

• 提供集群管理的统一入口；
• 处理来自客户端的API请求，包括创建、删除、更新和查询各种资源；
• 实现了认证、授权、准入控制、资源验证和默认值等功能；
• 提供了一种基于插件的机制，允许用户扩展API Server的功能。

etcd

etcd是一个高可用的分布式键值存储系统，用于存储Kubernetes集群的所有数据。

它是Kubernetes的后端数据库，用于存储集群的配置信息、状态信息和元数据等。

Scheduler

Scheduler是Kubernetes集群的调度器组件，负责为新创建的Pod选择合适的节点进行调度，以保证集群中的各种资源得到合理利用。

功能：

• 监视集群中未分配节点的Pod；
• 根据Pod的资源需求和调度策略选择合适的节点进行调度；
• 考虑节点的负载情况和亲和性/反亲和性规则等因素进行调度；
• 支持扩展和自定义的调度器插件。

Controller Manager

Controller Manager是Kubernetes集群的控制器管理器组件，负责管理集群中的各种控制器。

比如：ReplicaSet Controller、Deployment Controller。。。。。。等。

Kubernetes和Docker关系

Docker：是一种容器技术，用于创建和管理容器。它提供了构建、运行和分发容器的工具。

Kubernetes：是一个容器编排平台，用于管理多个Docker容器，它并不是替代Docker，而是构建在Docker之上的更高层次的管理工具。

在Kubernetes中，Docker通常作为容器运行时使用，负责启动、和管理容器。

Kubernetes提供了调度、扩展和管理这些容器的功能，从而将单个容器转变为一个可伸缩、和自我修复的集群应用程序。