Kubernetes(简称 k8s)是一个开源的容器编排平台,用于自动化部署、扩展和管理容器化应用。理解 Kubernetes 的架构有助于更好地使用和管理它。以下是 Kubernetes 架构的主要组成部分及其功能:
1. 主节点(Master Node)
主节点负责管理 Kubernetes 集群。它包含以下关键组件:
API 服务器(API Server):
提供 Kubernetes API 的入口点。
处理 REST 操作并更新 etcd 存储。
etcd:
分布式键值存储,用于存储集群的所有数据。
保存集群的状态和配置。
控制器管理器(Controller Manager):
运行控制循环,负责集群的常规任务。
包括节点控制器、复制控制器、端点控制器等。
调度器(Scheduler):
负责将 Pod 分配到合适的节点上。
根据资源需求和可用资源进行调度决策。
2. 工作节点(Worker Node)
工作节点运行容器化应用。它包含以下关键组件:
kubelet:
负责与主节点通信。
确保容器在 Pod 中运行,并根据需要重新启动容器。
kube-proxy:
负责网络代理和负载均衡。
管理 Pod 的网络规则,确保 Pod 之间的通信。
容器运行时(Container Runtime):
负责运行容器。
常见的容器运行时包括 Docker、containerd 和 CRI-O。
3. Pod
Pod 是 Kubernetes 中最小的部署单元。一个 Pod 可以包含一个或多个容器,这些容器共享网络和存储资源。
4. 服务(Service)
服务定义了一组 Pod 的逻辑集合,并提供一个稳定的网络端点。服务可以通过标签选择器来选择 Pod。
5. 控制器(Controller)
控制器负责管理集群的状态。常见的控制器包括:
ReplicaSet:确保指定数量的 Pod 副本在任何时候都在运行。
Deployment:提供声明式更新 Pod 和 ReplicaSet 的方法。
StatefulSet:用于管理有状态应用。
DaemonSet:确保所有(或某些)节点上运行一个 Pod 副本。
Job:用于一次性任务,确保任务成功完成。
CronJob:用于定时任务。
6. 配置和存储
ConfigMap:用于存储非机密的配置信息。
Secret:用于存储敏感信息,如密码、OAuth 令牌等。
PersistentVolume(PV):集群中的存储资源。
PersistentVolumeClaim(PVC):用户对存储资源的请求。
7. 网络
Kubernetes 使用插件(如 Flannel、Calico)来实现网络功能。每个 Pod 都有一个唯一的 IP 地址,Pod 之间可以直接通信。
8. 安全
RBAC(Role-Based Access Control):基于角色的访问控制,用于管理用户和应用的权限。
Network Policies:用于定义 Pod 之间的网络访问规则。
总结
Kubernetes 的架构设计使其能够高效地管理和编排容器化应用。通过理解其核心组件和工作原理,你可以更好地部署、扩展和管理你的应用。通过这种架构设计,Kubernetes 提供了一个强大且灵活的平台,用于管理容器化应用。