简单易学的Kubernetes（k8s）：架构和源码解读

1▲点击上方"DevOps和k8s全栈技术"关注公众号Kubernetes（K8s）为云原生应用提供了强大的管理和编排能力。本文将深入探讨Kubernetes的架构，解剖其核心组件，以帮助读者更好地理解这个复杂而强大的系统。第一部分：K8S基本概念和架构介绍1. Kubernetes基本概念Pods：是Kubernetes的最小调度单元，可以包含一个或多个容器。Nodes：是物理或虚拟机器，.

韩先超

2486人浏览 · 2024-02-19 08:30:36

韩先超 · 2024-02-19 08:30:36 发布

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Kubernetes（K8s）为云原生应用提供了强大的管理和编排能力。本文将深入探讨Kubernetes的架构，解剖其核心组件，以帮助读者更好地理解这个复杂而强大的系统。

第一部分：K8S基本概念和架构介绍

1. Kubernetes基本概念

Pods：是Kubernetes的最小调度单元，可以包含一个或多个容器。
Nodes：是物理或虚拟机器，运行着Pods。
Cluster：由多个Nodes组成的集合，共同工作来运行应用程序。
Services：提供Pods的稳定网络和DNS标识。

2.Kubernetes整体架构

Kubernetes的架构是Master节点和Worker节点。

Master节点是集群的控制中心，主要包含以下组件：

etcd： etcd是一个分布式键值存储，用于保存整个集群的配置数据和状态信息。它通过Raft一致性算法保证高可用和数据一致性。etcd的数据模型是一个分层的键值树，其中包含了集群的所有配置信息，如Pods、Services、Nodes等。
kube-apiserver： kube-apiserver是Kubernetes的API服务器，它是集群的控制面的入口。它处理外部和内部的API请求，验证用户身份，对资源进行增删改查等。kube-apiserver的设计允许它通过多个实例水平扩展，确保高可用性。
kube-controller-manager： kube-controller-manager包含了多个控制器，每个控制器负责一类任务。常见的控制器包括Replication Controller、Namespace Controller、Service Account Controller等。这些控制器通过监听etcd中的资源变更来保持集群状态的一致性。
kube-scheduler： kube-scheduler负责将Pod调度到合适的Node上运行。它考虑了诸如资源需求、节点健康状况、调度策略等因素，并决定将Pod调度到哪个Node上。kube-scheduler可以通过配置和自定义策略进行扩展。

Worker节点主要负责运行pod，主要包含以下组件：

kubelet： kubelet是Node上的代理，负责与Master节点通信，确保Pod按照期望状态运行。它定期从API Server获取Pod配置，通过调用容器运行时（如Docker）来创建和管理容器。kubelet还负责监控容器的状态，以确保它们一直处于运行状态。
kube-proxy： kube-proxy维护网络规则和负责Pod之间的通信。它通过在每个Node上运行，为集群中的Service提供负载均衡和服务发现功能。kube-proxy使用iptables或者IPVS等技术来实现网络规则。
Container Runtime： Container Runtime是实际运行容器的软件，它负责解析镜像、创建容器、执行容器命令等。常见的Container Runtimes包括Docker(k8s1.24版本开始不支持docker了)、containerd、CRI-O等。Kubernetes通过CRI（Container Runtime Interface）定义了与Container Runtimes之间的标准接口，使得用户可以灵活选择Container Runtime。