基本概念
Node
节点可以是物理机或虚拟机，每个节点上都运行着容器运行时环境；
Pod
Pod是k8s中的最小调度单元，一个Pod可以包含一个或多个容器，同一Pod内的容器共享存储卷和网络空间。容器则是轻量级、可移植的执行单元，包含了应用及其依赖的文件系统；
Namespace
default：默认创建的命名空间；
kube-node-lease：保存有关心跳信息的节点数，每个节点都有自己的租约对象，决定其可用性；
kube-public：包含对外可公开的数据，里边包含可访问的集群信息、验证信息等；
kube-system：k8s组件自身使用的命名空间；
Clusterip
ClusterIP类型的service创建时，k8s通过etcd从可分配的ip池中分配一个全局唯一、不可修改的虚拟ip地址，只能在集群内部访问。所有访问该ip的请求，都会被iptables转发到后端的endpoints中；
Nodeport类型service
通过service可以为一组具有相同功能的容器应用提供一个统一的、不变的入口地址，并且将请求进行负载分发到后端的各个容器应用上。客户端不需要知道每个单独的提供服务的Pod的地址，这样，这些Pod就可以在集群中随时被创建、调度和移除。service从设计上看是一个虚拟概念，逻辑上代理后端的Pod；
通过每个node上暴露的ip和port路由到ClusterIP服务，所以可从外部访问。在具有ClusterIP服务的前提下，同一个服务在每个worker 节点的同一个端口上公开，用户可以在任何:NodePort 地址上访问服务。
Ingress
LoadBalancer类型service只为提供三四层负载均衡，而Ingress只需要一个公网IP就能为许多服务提供访问（七层）。当客户端向Ingress发送Http请求时，Ingress会根据请求的主机名和路径决定请求转发到哪个服务上；
ingress controller：将新加入的ingress转化成nginx的配置文件并使之生效；
ingress服务：nginx配置文件的抽象，每添加一个新的服务只需写一个新的yaml文件即可；
域名
得益于kube-dns插件，通过修改容器的/etc/resolv.conf配置，可以通过域名的方式访问service；
k8s将service的名称当做域名注册到kube-dns中，pod查询DNS是通过ServiceName.Namespace子域名来查询的。当service的默认namespace为default时，域名可以通过ServiceName成功查询。
常用资源类型
Deployment
Deployment用来声明式地更新应用的实例，支持滚动更新和回滚，一个 Deployment 可以控制一个ReplicaSet；
Service
Service 定义了一种抽象方法来访问一组Pod，供了一个稳定的入口地址；
ReplicaSet
ReplicaSet确保任何时候都有指定数量的Pod副本在运行，用于横向扩展，一个 ReplicaSet 可以控制多个Pod；
Persistent volume
存储卷为Pod提供持久化的数据存储；
ConfigMap和Secret
ConfigMap用于存储非机密的数据、Secret 用于存储敏感信息，如密码和证书；
StatefulSet
StatefulSet为有状态的应用提供了管理机制，保证每个 Pod 都有一个唯一的网络标识和持久化存储；
DaemonSet
DaemonSet 确保所有或部分节点上都运行着一个 Pod 的副本，常用于运行监控或日志代理等应用；
组件及作用
master节点
API Server
提供了集群管理的Rest API接口，包括认证授权、数据校验以及集群状态变更，是资源配额控制的入口，是整个系统的数据总线；
Controller Manager
作为集群内部的管理控制中心，负责集群内的Node、Pod副本、endpoint、namespace、service account、资源配额的管理；
Scheduler
根据特定的调度算法把Pod调度到指定的worker上，该过程叫做绑定Bind；
Etcd
key-value分布式存储数据库，主要用途是保存集群状态数据、共享配置、服务发现；
worker节点
kubelet
Master节点在worke节点上的代理，向master汇报node的状态信息，pod全生命周期管理：在pod中创建容器、创建pv、返回pod的运行状态、执行容器健康检查等；
kube-proxy
在worker节点上实现 Pod网络代理，实现Service通信，维护网络规则、四层负载均衡工作；
通信过程
k8s通过watch的机制进行每个组件的协作。
1、用户使用kubectl create或apply yaml文件创建pod，请求发送到apiseerver，apiserver将yaml中的属性信息(metadata)写入etcd；
2、apiserver触发watch机制准备创建pod，转发给scheduler，使用调度算法选择worker节点，返回绑定的node信息给apiserver写入etcd；
3、apiserver又通过watch机制调用kubelet，按照pod信息触发docker run命令创建容器；
4、pod创建完成之后经由kubelet将pod的信息发送给apiserver，最后写入etcd（kubectl get pods命令调用etcd的信息）；
特性
自动伸缩Auto Scaling
水平自动伸缩 (HPA): 根据CPU使用率、内存使用情况或其他自定义度量指标自动调整Pod的数量；
垂直自动伸缩 (VPA): 自动调整Pod的资源请求和限制，以优化资源使用；
滚动更新Rolling Updates
通过控制更新的速度来最小化对用户的影响，并确保在任何时刻都有足够的应用实例可用；
服务网格Service Mesh
Istio提供服务间的通信管理和监控，包括负载均衡、服务发现、加密、故障注入等；
网络策略Network Policies
控制Pod之间的四层网络流量，提高安全性；
资源配额Resource Quotas
限制命名空间内的资源使用，比如Pod数量、CPU和内存用量等，帮助组织管理集群资源分配；
亲和性和反亲和性Affinity and Anti-Affinity)
控制Pod在节点上的调度，确保Pod按照特定规则运行在同一节点上或者不在同一节点上；
Job 和 CronJob
Job确保一个或多个Pod成功完成至少一次其指定的任务、CronJob创建基于时间周期的Job；
