Kubernetes 核心组件解析

Kubernetes（K8S）的组件组成可以分为控制平面组件（Control Plane Components）和节点组件（Node Components），以及一些附加组件。以下是详细的组成说明：

1. 控制平面组件（Control Plane Components）

控制平面负责管理集群的状态，通常运行在主节点（Master Node）上，包含以下核心组件：

• API Server (kube-apiserver)

  • 集群的中心管理组件，提供 RESTful API，供所有组件和用户交互。
  • 负责接收、验证和处理请求，更新 etcd 中的对象状态。

• etcd

  • 分布式键值存储，保存集群的所有状态数据（如配置、元数据等）。
  • 高可用，通常部署为奇数节点（如 3 或 5 个）以保证一致性。

• 调度器 (kube-scheduler)

  • 负责将 Pod 调度到合适的节点，基于资源需求、策略、亲和性规则等。
  • 监控未分配节点的 Pod，并选择最佳节点运行。

• 控制器管理器 (kube-controller-manager)

  • 运行多个控制器进程，维护集群期望状态（如副本集、部署等）。
  • 包括节点控制器、复制控制器、端点控制器等。

• 云控制器管理器 (cloud-controller-manager)（可选）

  • 与云提供商交互，管理云相关的资源（如负载均衡器、存储卷等）。
  • 仅在云环境中使用。

2. 节点组件（Node Components）

节点组件运行在每个工作节点（Worker Node）上，负责执行容器化工作负载。

• Kubelet

  • 运行在每个节点上的代理，负责与 API Server 通信，确保 Pod 内的容器按预期运行。
  • 监控 Pod 状态并报告给控制平面。

• Kube-proxy

  • 运行在每个节点上，管理网络规则，实现服务发现和负载均衡。
  • 支持多种模式（如 iptables、IPVS）来转发流量到 Pod。

• 容器运行时 (Container Runtime)

  • 负责运行容器，支持的运行时包括 containerd、CRI-O、Docker（早期）等。
  • 与 Kubelet 交互，执行容器生命周期管理。

3. 附加组件（Add-ons）

这些组件为 Kubernetes 集群提供额外功能，通常通过 Pod 部署：

• DNS (CoreDNS)

  • 提供集群内部的 DNS 服务，解析服务名称到 IP 地址。
  • 所有 Kubernetes 集群都推荐部署。

• 仪表板 (Kubernetes Dashboard)

  • 可选的 Web UI，用于可视化管理集群资源。

• 监控工具

  • 如 Prometheus、Grafana，用于监控集群性能和资源使用情况。

• 日志收集工具

  • 如 Fluentd、ElasticSearch，用于收集和分析容器日志。

4. 其他概念

• Pod
  • Kubernetes 的最小调度单元，通常包含一个或多个容器。
• Service
  • 定义一组 Pod 的逻辑集合，提供稳定的访问入口。
• Ingress
  • 管理外部对集群内服务的 HTTP/HTTPS 访问。
• ConfigMap/Secret
  • 用于存储配置和敏感数据，供 Pod 使用。

总结

Kubernetes 由控制平面（API Server、etcd、调度器、控制器管理器）和节点组件（Kubelet、Kube-proxy、容器运行时）组成，配合附加组件（如 DNS、监控工具）实现容器编排和管理。每个组件各司其职，共同维护集群的高可用性、扩展性和自动化。