Kubernetes（K8S）内部功能总结

news2025/4/18 23:24:14

Kubernetes（K8S）是云技术的最核心的部分，也是构建是云原生的基石

K8S

K8S，是Kubernetes的缩写，是Google开发的容器编排平台，现在由云原生计算基金会（CNCF）进行维护。

K8S，主要解决以下4大点：

1、容器编排

Docker解决了容器部署的问题，容器部署后，就会涉及到容器的编排。

K8S是一个强大而灵活的容器编排平台，可以帮助用户轻松地部署、扩展、和管理容器化应用程序。

2、容器管理

K8S可以管理多个容器化的应用程序，它负责调度、和管理容器实例的生命周期，包括：创建、启动、监控、重启和销毁等操作。

3、自动化部署

K8S可以自动化地部署，和扩展容器化的应用程序。

并且，K8S还可以根据应用程序的负载需求，自动扩展容器实例数量，确保应用程序能够满足变化的负载需求。

4、安全可用

K8S具有强大的高可用性、和容错性，可以在节点故障、或者容器故障时，自动重新调度容器实例，确保应用程序的可用性。

K8S架构，如下图所示：

K8S主要会包含：主节点(Master)、和子节点(Node)，这两大组件。

Master组件

Master 组件，是 K8S控制平面的核心部分，负责：管理整个集群的状态、和配置，类似人的《大脑》。

Master 组件通常运行在单独的节点上，以确保高可用性和可靠性。

1.kube-apiserver

kube-apiserver ：是 Kubernetes 集群的前端接口，是所有组件、和用户与集群通信的，唯一入口。

kube-apiserver 提供了RESTful API接口，用于管理，比如：集群状态、配置、和操作...等。

并且，kube-apiserver 还可用通过认证、授权、和准入控制，来保护、和管理 API 的访问权限。

2.etcd

etcd 是一个分布式、一致性的键值存储数据库，这个与Redis类似，都是key-value的组件。

etcd 主要用于存储：集群的配置信息、状态、和元数据，这些信息都存储在etcd中。

3.kube-scheduler

kube-scheduler ：是 Kubernetes 的调度组件，负责将新创建的 Pod ，调度到集群中的节点上，并考虑节点资源的可用性、和负载情况。

4、kube-controller-manager

Kubernetes控制器管理器，包含：多个控制器，负责监控集群的状态，并根据预设的期望状态来实现集群的自愈、和自动化操作。

常见的控制器包括 ReplicaSet 控制器、Deployment 控制器、StatefulSet 控制器...等等，如下图所示：

这些控制器，主要负责管理：Pod 、和其他资源的生命周期，确保它们按照用户期望的方式运行、和管理。

2、Node组件

Node 节点是 Kubernetes 集群的工作节点，类似K8S的手和脚，类似《四肢》，执行Master的操作指令。

主要分为，如下组件：

kubelet： kubelet负责：管理节点上的Pod和容器，与主Master通信，并根据Master的指令创建、启动、监控、和终止Pod。
kube-proxy： kube-proxy负责：实现Kubernetes Service的负载均衡和代理转发，以及维护网络规则和iptables规则等。
Container Runtime： 负责管理和运行容器，比如：Docker、containerd......等容器，都可用在运行。

3、Networking组件

Pod网络插件，负责为Pod分配IP地址，并提供Pod之间和Pod与外部网络之间的网络通信。

Cluster网络组件，负责为集群中的节点分配IP地址，并提供节点之间的通信。