k8s之基础组件说明

news2025/2/2 22:50:43

前言

K8S，全称 Kubernetes，是一个用于管理容器的开源平台。它可以让用户更加方便地部署、扩展和管理容器化应用程序，并通过自动化的方式实现负载均衡、服务发现和自动弹性伸缩等功能。

具体来说，Kubernetes 可以将应用程序打包成容器，并将这些容器部署到一个集群中，然后自动处理容器的生命周期管理、自动扩容等操作，让用户更加专注于应用程序的开发和业务逻辑。同时，Kubernetes 还提供了一系列的资源管理机制，如资源调度、容器网络、存储编排等，控制整个容器集群的运行状态，并保证应用程序在容器集群中的高可用性和可靠性。

总之，Kubernetes 提供了一种优秀的容器化应用程序管理解决方案，可以让用户更加轻松地部署、扩展和管理容器化应用程序，提高应用程序的可靠性和稳定性。

优势

微服务架构

Kubernetes 可以将微服务打包成容器，并将这些容器部署到一个集群中，并且在多个容器之间提供负载均衡和服务发现等功能，帮助用户更加方便地管理复杂的微服务架构。

自动化部署

Kubernetes 可以根据用户自定义的部署规范，自动将应用程序部署到指定的服务器或容器中，提高了部署的标准化和自动化程度，减少了出错可能性和手工操作的繁琐性。

弹性伸缩

Kubernetes 可以根据应用程序的负载情况，进行自动的容器伸缩操作，让用户可以更加高效地利用资源并提高应用程序的性能和可靠性。

多租户环境

Kubernetes 支持多租户环境，可以为不同的用户或部门提供独立的 Kubernetes 集群，并管理这些集群的资源配额、权限控制等，帮助用户更好地管理多个租户共享的资源。

持续集成和持续部署

Kubernetes 可以与持续集成和持续部署工具集成，实现自动化部署、测试、发布等操作，可以大大提高开发和发布效率。

K8S 架构

Kubernetes 中一个集群通常由多个节点（Node）组成，其中 Master 节点作为整个集群的控制中心，主要负责集群的管理和调度工作。

1.1 Master 节点

1.1.1 API Server

API Server 是 Kubernetes 最核心的组件之一，它提供了 Kubernetes 集群中各个组件之间的通信和管理接口，所有操作都需要通过 API Server 发起和处理。当用户使用 kubectl 命令或者其他 Kubernetes 客户端工具时，实际上是通过 API Server 和集群进行交互的。

1.1.2 Etcd

Etcd 是 Kubernetes 集群中的分布式键值存储系统，用于保存集群中的所有状态信息和元数据。所有与 Kubernetes 集群相关的信息，包括 Pod、Service、Deployment 等对象的创建、更新和删除等操作，都将被记录在 Etcd 中。（持久化数据）这样可以使得 Kubernetes 系统具有高可用性和复原能力，并且允许多个 Master 节点之间进行数据同步和共享。

1.1.3 Controller Manager

Controller Manager 是 Kubernetes 集群中的另一个核心组件，它负责监控和维护集群中所有资源对象的状态，以及进行自动化控制和管理操作。Controller Manager 中包含多个控制器，每个控制器负责监控和维护一种资源对象的状态，如 Deployment、ReplicaSet、DaemonSet 等，同时根据用户的需求，自动进行相应的容器调度、扩容、缩容等操作。

1.1.4 Scheduler

Scheduler 是 Kubernetes 集群中的另一个重要组件，主要负责根据集群中各个节点的负载情况，以及用户的调度策略，将新创建的 Pod 分配到合适的节点上。Scheduler 会根据 Pod 的资源需求、节点的资源情况、节点之间的网络距离等因素进行智能调度，从而实现负载均衡和资源最大化利用的目标。

1.2 Node 节点

除了 Master 节点外，Kubernetes 集群中还包括多个 Node 节点，它们是容器化应用程序真正运行的地方。

1.2.1 kubelet

kubelet 是运行在每个 Node 节点上的代理程序，它负责与 Master 节点上的 API Server 进行通信，并根据 Master 节点下发的指令，调度和管理本地节点上的容器。kubelet 可以监控本地节点上的容器状态，如启动、停止、健康状况等，并定期向 Master 节点报告节点状态信息。

1.2.2 kube-proxy

kube-proxy 是 Kubernetes 集群中的网络代理组件，它主要负责实现集群内 Service 的负载均衡和访问控制等功能。每个 Node 节点上都会部署一个 kube-proxy 组件，负责写入规则至iptables，IPVS，实现服务映射访问的

1.2.3 容器

容器运行时是 Kubernetes 中用于运行容器的底层组件，它负责将容器镜像转换为可以运行的进程，并提供容器的隔离、资源管理和网络管理等功能。Kubernetes 支持多种容器运行时，如 Docker、CRI-O、containerd 等，用户可以根据实际需求选择合适的容器运行时。容器运行时通常与 kubelet 紧密集成，在 Kubernetes 集群中发挥着至关重要的作用。

1.3 组件与插件

除了核心组件外，Kubernetes 还提供了许多组件和插件，以拓展其功能和实现更多的服务。以下是几个常用的 Kubernetes 组件和插件：

1.3.1 CoreDNS

Core DNS 是 Kubernetes 集群中的域名解析系统，它为集群中所有容器提供了简单而可靠的 DNS 服务。通过 Kubernetes DNS，用户可以使用容器名称或 Service 名称等别名方式，轻松地访问到集群中运行的各种应用程序和服务。

1.3.2 Dashboard

Dashboard 是 Kubernetes 集群中的 Web 界面管理工具，它提供了一个易于使用和定制化的界面，让用户可以在不熟悉命令行操作的情况下，轻松地监控和管理集群中的资源对象和应用程序。Dashboard 支持多种自定义插件和主题，用户可以根据自己的需要进行定制和扩展。

1.3.3 Heapster

Heapster 是 Kubernetes 集群中的监控工具，它可以收集和分析各种容器和节点的性能指标，并将结果汇总和展示给用户。Heapster 支持多种存储后端，如 InfluxDB、ElasticSearch 等，用户可以选择适合自己的存储方式。

1.3.4 Ingress Controller

Ingress Controller 是 Kubernetes 集群中的负载均衡和流量路由组件，它可以将外部请求路由到集群内的不同 Service 或 Pod 上，并提供了多种负载均衡算法和路由规则。Ingress Controller 支持多种后端实现，如 Nginx、HAProxy 等，用户可以根据自己的需求进行选择和配置。以上是 Kubernetes 中一些常用的组件和插件介绍，它们可以帮助用户更加高效地管理和操作 Kubernetes 集群中的容器应用程序。Kubernetes 的丰富生态系统和庞大社区，为用户提供了各种完善的支持和解决方案，让用户可以更加轻松地使用和掌握 Kubernetes。