基本概念

1、Master 节点

Kubernetes 集群的管理节点，主要作用：

  • 集中管理和控制整个 Kubernetes 集群

  • 调度和分配容器应用程序到 Node 节点上

  • 监控集群中的节点和应用程序的状态

  • 提供 API 和命令行工具，用于管理和操作集群

2、Node 节点

Kubernetes 集群的资源节点，主要作用：

  • 是运行容器应用程序的实际节点

  • 运行容器运行时（如 Dockerd 或 Containerd）和 Kubernetes 代理（kubelet）

  • 接收 Master 节点分配的应用程序任务，并启动、停止和监控容器的生命周期

  • 执行容器网络和存储的配置和管理

  • 提供资源（CPU、内存等）和服务（如服务发现和负载均衡）

3、API 对象

Kubernetes 集群的管理操作单元，包括 Pod、Deployment、Service、ConfigMap、Secrete 等。

每个 API 对象都有三大类属性：

  • metedata：对象元数据

  • spec：对象规范，用于描述对象的预期状态

  • status：对象状态

Kubernetes 集群的管理操作都是声明式的，可以避免操作丢失或多次运行。

4、资源清单

Kubernetes 集群是一个完全以资源为中心的系统，所有对象都使用资源清单 manifest（YAML 或 JSON 格式） 来定义。

对象介绍（部分）

1、Namespace

命名空间，是对一组资源和对象的抽象集合，用于对 Kubernetes 集群中的资源进行隔离。

特殊的是，Node， PersistentVolume，StorageClass 等部分资源不属于任何 Namespace。

2、Pod

Kubernetes 集群调度的最小单位，是容器的二次封装。

  • 每个 Pod 由一个根容器（Pause）和若干个业务容器组成，业务容器通过根容器共享网络和存储

  • 每个 Pod 表示某个应用程序的一个实例

3、Label

标签，用于实现对象的分类和分组。

4、Deployment

无状态控制器，用于管理 Pod 副本。

创建 Deployment 时需要指定两个东西：

  • Pod 模版：用于创建 Pod 副本

  • Label 标签：用于监控 Pod 副本

5、ReplicaSet

副本集控制器，是 Pod 副本的抽象，用于对 Pod 副本进行伸缩和版本管理。

6、Service

Service 对象将背后的 Pod 聚合在一起，以单一入口的方式对外提供服务。

它定义了 Pod 的访问方式，使得其他应用程序通过 Service 对象即可访问到这些 Pod，而无需关心 Pod 的 IP 地址、端口号等。

  • 匹配 Label 标签的 Pod IP 和端口列表组成 Endpoints（负载均衡列表），由 kube-proxy 将服务 IP 负载均衡到这些 Endpoints 上

  • 每个 Service 都会自动分配一个 clusterIP（VIP）和 DNS 域名，其他容器可以通过该地址或 DNS 来访问服务，而不需要了解后端应用程序的运行

🔔 关于各类对象的详细概念，请前往官方文档自行查阅

Concepts | Kubernetes

组件介绍

1、Master 节点核心组件

  • etcd：存储 Kubernetes 集群的后端数据（即集群的状态信息），是一种键值数据库

  • kube-apiserver：资源操作的唯一入口，负责 etcd 的所有操作，如注册、发现、安全等

  • kube-controller-manager：资源控制中心，负责维护集群的状态，如自动伸缩、滚动更新等

  • kube-scheduler：调度 Pod，为 Pod 分配节点并绑定

2、Node 节点核心组件

  • kubelet：负责处理 Master 下发到本节点的任务，管理 Pod 和 Pod 内的容器

  • container runtime：容器运行时，用于运行容器

  • cni 插件：容器运行时接口，提供网络通信服务，如 Flannel 或 Calico

  • kube-proxy：负载均衡网络流量，为 Service 对象提供内部服务发现

3、可选组件

  • ingress：为 Kubernetes 集群服务提供外网入口

  • kube-dns / coredns：为 Kubernetes 集群提供 DNS 服务

  • metrics：为 Kubernetes 集群提供资源监控服务

  • dashboard：为 Kubernetes 集群提供 GUI 可视化界面

4、组件通信

以 Pod 创建流程为例：

  • 用户通过 HTTP REST API（kube-apiserver）提交创建请求

  • kube-apiserver 将其写入 etcd

  • kube-controller-manager 创建资源

  • kube-scheduler 检测到未绑定 Node 节点的 Pod，开始分配 Node 节点并进行绑定

  • kube-apiserver 将其写入 etcd

  • kubelet 检测到有新的 Pod 调度过来，通过 container runtime 将其运行起来

  • kubelet 通过 container runtime 获取 Pod 状态，并更新到 kube-apiserver 中

  • kube-apiserver 将其写入 etcd