云原生：10分钟了解一下Kubernetes架构

时间：2024-04-24 22:20:53

Kubernetes，作为当今容器编排技术的事实标准，以其强大的功能和灵活的架构设计，在全球范围内得到了广泛的应用和认可。本文将深入简出地探讨Kubernetes的核心架构，帮助大家了解Kubernetes，为今后的高效的学习打下良好的基础。


本文是系列的第2期，欢迎大家阅读往期，并关注后续更新~
????《云原生：5分钟了解一下Kubernetes是什么》
????《云原生：10分钟了解一下Kubernetes架构》
????《云原生：15分钟了解一下Kubernetes的核心概念》
????《云原生：20分钟体验一下Kubernetes》


k8s架构.png

Kubernetes集群包含 Master节点（控制面/控制节点）和 Node节点（计算节点/工作节点），应用自动调度部署在Node节点上，且可以通过配置选择应用部署在某些特定的节点上。


Master节点（控制面）

Master节点是集群的控制节点，主要由API Server、Scheduler、Controller Manager和ETCD四个组件构成（云上还需cloud-control-manager）。在生产环境中，为了保障集群的高可用，通常会部署多个Master节点。

组件 说明
etcd 一个分布式key-value数据存储组件，为Kubernetes提供原数据的存储，它保存了整个集群的状态。支持watch机制，这样组件很容易得到系统状态的变化，从而快速响应和协调工作。
kube-api-server 主要提供Kubernetes API，提供对Pods，Services，RC等对象的CRUD处理REST操作各组件互相通讯的中转站，接受外部请求，并将信息更新到ETCD中。
kube-scheduler 负责应用调度的组件，根据各种条件（如可用的资源、节点的亲和性等）将容器调度到Node上运行。
kube-controller-manager 执行集群级功能，例如复制组件，跟踪Node节点，处理节点故障等等。例如：节点控制器、任务控制器、端点分片控制器等。
cloud-control-manager 云控制器管理器是指嵌入特定云的控制逻辑的控制平面组件。 云控制器管理器允许您链接聚合到云提供商的应用编程接口中， 并分离出相互作用的组件与您的集群交互的组件。



Node节点（worker）

Node节点是集群的计算节点，即运行容器化应用的节点。

组件 说明
kubelet kubelet主要负责同Container Runtime打交道，并与API Server交互，管理节点上的容器。
kube-proxy 应用组件间的访问代理，解决节点上应用的访问问题。
Container Runtime 容器运行时，最主要的功能是下载镜像和运行容器。
例如：Docker、Containerd（1.24后默认）

k8s架构思维导图.png


工作流程简介

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  1. 用户通过 kubectl 等工具与 API 服务器交互，提交应用部署的请求。
  2. API 服务器将请求存储在 etcd 中，并通知调度器。
  3. 调度器根据资源需求和节点状况，决定 Pod 应该在哪个节点上运行。
  4. API 服务器将 Pod 的分配结果通知对应的节点上的 kubelet。
  5. kubelet 与容器运行时通信，创建和启动 Pod 中的容器。
  6. kube-proxy 在节点上设置网络规则，确保服务的网络请求可以转发到正确的 Pod。
  7. 控制器管理器监控集群状态，确保实际状态与用户的期望状态一致，并在必要时进行调整。



更多信息可访问官网：https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/architecture/
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