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发布于 2024-08-20 / 8 阅读
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如何理解k8s的架构?

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。


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